ES2632238T3 - Sistema y procedimiento de impresión - Google Patents

Abstract

Un sistema de impresión para imprimir sobre las superficies exteriores de objetos (101), comprendiendo el sistema un sistema (302) transportador configurado para mover los objetos (101) a lo largo de un carril (10) de bucle cerrado, y uno o más conjuntos (100) de cabezales de impresión para imprimir sobre dichos objetos (101), estando el sistema caracterizado porque: el conjunto (100) de cabezales de impresión comprende al menos dos matrices (R) de unidades (35) de cabezal de impresión, estando cada matriz (Ri) de unidades de cabezal de impresión configurada para definir una ruta (Ti) de impresión respectiva a lo largo de un eje de impresión, estando dichas unidades (35) de cabezal de impresión dispuestas en una relación espaciada a lo largo de dichas al menos dos rutas (Ti) de impresión, teniendo cada una de las unidades (35) de cabezal de impresión al menos un elemento (130) de impresión para imprimir sobre las partes respectivas de los objetos (101) sucesivamente alineados con dicho al menos un elemento de impresión mientras se mueven con respecto al conjunto (100) de cabezales de impresión; y dicho sistema (302) transportador está configurado para mover al menos dos corrientes de objetos (101) a lo largo de una dirección de transporte general para hacer pasar los objetos de cada una de las al menos dos corrientes de una manera sucesiva a través de una ruta (Ti) de impresión respectiva, e imprimir sobre dichos objetos mediante los elementos de impresión de dicha ruta de impresión respectiva.

Description

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DESCRIPCION

Sistema y procedimiento de impresion Campo tecnologico

La invencion se encuentra, en general, en el campo de la impresion digital y se refiere a un sistema y un procedimiento de impresion, en particular, para la impresion sobre una superficie curva.

Antecedentes

La impresion digital es una tecnica de impresion que se usa habitualmente en la industria de la impresion, ya que permite la impresion bajo demanda, un corto tiempo de respuesta, e incluso una modificacion de la imagen (datos variables) con cada impresion. A continuacion se describen algunas de las tecnicas desarrolladas para imprimir sobre una superficie de un objeto tridimensional.

La patente de Estados Unidos n.° 7.467.847 se refiere a un aparato de impresion adaptado para imprimir sobre una superficie de impresion de un objeto tridimensional. El aparato comprende un cabezal de impresion de chorro de tinta que tiene una pluralidad de boquillas y que es operativo para efectuar el movimiento relativo del cabezal de impresion y el objeto, durante la impresion, con un componente rotatorio alrededor de un eje de rotacion y con un componente lineal, en el que el componente lineal esta al menos parcialmente en una direccion sustancialmente paralela al eje de rotacion y en el que el paso de boquilla del cabezal de impresion es mayor que el paso de rejilla a imprimir sobre la superficie de impresion en la direccion de la fila de boquillas.

La patente de Estados Unidos n.° 6.769.357 se refiere a un aparato de impresion de latas controlado digitalmente para imprimir sobre latas de dos piezas circulares, incluyendo el aparato unos cabezales de impresion digitales para imprimir una imagen sobre las latas y las unidades para el transporte y hacer rotar las latas en frente de los cabezales de impresion en una alineacion registrada.

La solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2010/0295885 describe una impresora de chorro de tinta para imprimir sobre un objeto cilmdrico usando unos cabezales de impresion colocados por encima de una lmea de desplazamiento y un conjunto de carro configurado para mantener el objeto alineado axialmente a lo largo de la lmea de desplazamiento y para colocar el objeto en relacion con los cabezales de impresion, y hacerlo rotar en relacion con los cabezales de impresion. Un dispositivo de curado localizado a lo largo de la lmea de desplazamiento se usa para emitir la energfa adecuada para curar el fluido depositado.

La publicacion de patente de Estados Unidos n.° 2010/0192517 describe un procedimiento y un dispositivo para la impresion de envases en multiples colores sobre al menos una superficie exterior de los mismos. El dispositivo incluye al menos un grupo de impresion, con al menos dos cabezales de impresion de chorro de tinta en cada grupo de impresion. Cada uno de los cabezales de impresion esta disenado para moverse fuera de la posicion de impresion despues de completar una tarea de impresion y, a continuacion, se mueve otro cabezal de impresion a la posicion de impresion para realizar una tarea de impresion.

Descripcion general

Existe una necesidad en la tecnica de tecnicas de impresion que permitan acelerar el procedimiento de impresion a la vez que facilitar la maxima utilizacion (alta eficiencia) de la tecnologfa de impresion, permitiendo la impresion simultanea sobre una pluralidad de objetos. Tambien se requiere que dichas tecnicas de impresion mantengan una resolucion de impresion relativamente alta, con precisiones de sistema muy altas (micrometros), lo que hace que la tecnologfa de impresion por chorro de tinta sea muy desafiante para su uso real en la lmea de produccion. Por lo tanto, es necesario mantener un alto nivel de eficiencia maximizando la utilizacion del motor de impresion en dichas tecnicas para realizar series de produccion.

En las publicaciones de patente mencionadas anteriormente (US 7.467.847 y US 6.769.357), la impresion tiene lugar en estaciones de impresion espedficas y se interrumpe mientras que el objeto se transporta entre las estaciones de impresion. Esta interrupcion ralentiza significativamente el procedimiento de impresion. El inventor de la presente invencion ha desarrollado nuevas tecnicas de impresion que permiten llevar a cabo un procedimiento de impresion rapido y eficiente sobre las superficies curvas (y/o planas) de una pluralidad de objetos distribuidos en el sistema de impresion desde una lmea de produccion.

La presente invencion pretende acelerar el procedimiento de impresion, proporcionando un conjunto de cabezales de impresion que incluye una pluralidad de unidades de cabezal de impresion, donde las unidades de cabezal de impresion estan dispuestas en una pluralidad correspondiente de diferentes localizaciones (por ejemplo, espaciadas) a lo largo de un eje de traslacion. En particular, se utiliza un carril de bucle cerrado en el sistema de impresion para manejar al menos dos corrientes de objetos procedentes de una lmea de produccion y mover las corrientes de objetos por el carril a traves de una o mas etapas del procedimiento de impresion. Una zona de impresion se define a lo largo de una seccion del carril de bucle cerrado en el que un conjunto de impresion esta instalado operativamente para imprimir sobre las superficies exteriores de los objetos que atraviesan la zona de impresion por

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al menos dos matrices de unidades de cabezal de impresion del conjunto de cabezales de impresion.

Las al menos dos matrices de unidades de cabezal de impresion estan configuradas, preferentemente, para definir unas rutas de impresion respectivas a lo largo de un eje de impresion para hacer avanzar las corrientes de objetos a lo largo de las mismas durante la impresion sobre sus superficies exteriores por las unidades de cabezal de impresion del conjunto. El conjunto de cabezales de impresion puede comprender varias matrices de unidades de cabezal de impresion, cada una configurada para definir al menos una ruta de impresion a lo largo del eje de impresion y que puede usarse para hacer pasar corrientes adicionales de objetos a lo largo de la misma para imprimir sobre los objetos. Por ejemplo, y sin que resulte limitante, cada matriz de cabezales de impresion puede comprender una o mas columnas alineadas de unidades de cabezal de impresion, teniendo las unidades de cabezal de impresion en cada columna una inclinacion predefinida que define una orientacion espedfica de cada columna de unidades de cabezal de impresion para dirigir de este modo sus elementos de impresion (por ejemplo, unas boquillas de impresion para expulsar una composicion de material, marcadores, herramientas de grabado, marcadores laser, marcadores de pintura) hacia una trayectoria de impresion espedfica cubierta por la matriz.

El carril puede comprender un sistema transportador configurado para transportar la corriente de objetos a lo largo del carril y hacer pasar los objetos a traves de una o mas zonas del carril adaptadas para llevar a cabo diversas funcionalidades del sistema. Una o mas plataformas de soporte (tambien denominadas carros en el presente documento) pueden usarse en el sistema transportador para trasladar la corriente de objetos a lo largo del carril. En algunas realizaciones, cada plataforma de soporte esta configurada para cargarse con al menos una corriente de objetos desde la lmea de produccion y deslizar los objetos a lo largo del carril a traves de su una o mas zonas para su procesamiento y tratamiento. La plataforma de soporte puede estar configurada para mantener una corriente de objetos cargados en la misma y alineados con respecto a una o mas rutas de impresion definidas por el conjunto de cabezales de impresion, y hacer rotar de manera controlada los objetos transportados por la plataforma cuando pasan a traves de ciertas zonas del carril (por ejemplo, la zona de impresion).

El carril puede incluir zonas de carga y descarga configuradas para recibir una o mas de dichas corrientes de objetos, y para retirar los objetos de las mismas despues de completar la impresion (requiriendose habitualmente un unico desplazamiento en bucle a lo largo del carril). Una zona de imprimacion tambien puede definirse en una seccion del carril, habitualmente corriente arriba de la zona de carga, sometiendose las areas de superficie de los objetos cargados a un procedimiento de pretratamiento disenado para preparar las areas de superficie de los objetos para el procedimiento de impresion. El carril puede comprender ademas una zona de curado, habitualmente corriente arriba de la zona de impresion, sometiendose los objetos que salen de la zona de impresion a un procedimiento de curado (por ejemplo, radiacion ultravioleta - UV) para curar composiciones de material aplicadas a sus superficies exteriores.

En algunas realizaciones, los salientes de las unidades de cabezal de impresion en el eje de traslacion caen en diferentes partes del eje de traslacion. En esta configuracion, el sistema transportador efectua un movimiento relativo entre los objetos y las unidades de cabezal de impresion. El movimiento relativo proporciona tanto (i) un movimiento de rotacion alrededor del eje de traslacion para llevar las regiones deseadas de la superficie del objeto a las proximidades de las unidades de cabezal de impresion deseadas como (ii) un movimiento de traslacion a lo largo del eje de traslacion necesario para llevar el objeto desde una unidad de cabezal de impresion hasta una unidad de cabezal de impresion sucesiva. Esto permite que dos o mas unidades de cabezal de impresion impriman simultaneamente sobre el mismo objeto. En las tecnicas de la presente solicitud, los objetos pueden imprimirse mientras se mueven entre grupos de unidades de cabezal de impresion. De esta manera, se acelera el procedimiento de impresion y puede lograrse un alto rendimiento de impresion. Ademas, la configuracion del sistema de impresion imprime simultaneamente sobre mas de un objeto al mismo tiempo, exponiendo objetos consecutivos a las matrices de unidades de cabezal de impresion. Se observa ademas que la matriz de unidades de cabezal de impresion tambien es adecuada para imprimir sobre objetos largos de una diversidad de diametros.

La impresion puede realizarse de manera continua (impresion continua) o en etapas discretas (impresion por etapas). Si la impresion es continua, el movimiento relativo entre el objeto y las unidades de cabezal de impresion incluye una traslacion simultanea a lo largo del eje de traslacion y una rotacion alrededor del eje de traslacion. De esta manera, la impresion de datos de imagen sobre la superficie del objeto se produce a lo largo de una trayectoria sustancialmente en espiral. Si la impresion se produce en etapas discretas, una traslacion relativa entre el objeto y los cabezales de impresion lleva las regiones deseadas del objeto a las proximidades de uno o mas grupos. Se detiene la traslacion y se efectua una rotacion relativa, con el fin de permitir una impresion circunferencial sobre la superficie del objeto.

En algunas realizaciones, el conjunto de cabezales de impresion incluye una pluralidad de grupos de cabezales de impresion. Cada grupo incluye al menos dos unidades de cabezal de impresion dispuestas en diferentes localizaciones a lo largo de una trayectoria curva alrededor de dicho eje de traslacion y rodeando una region respectiva del eje de traslacion.

Por lo tanto, un aspecto de algunas realizaciones de la presente solicitud se refiere a un sistema de impresion configurado para imprimir sobre una superficie curva exterior de un objeto volumetrico. El sistema comprende un sistema transportador y un conjunto de cabezales de impresion. El sistema transportador esta configurado para

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efectuar una traslacion relativa entre el objeto y el conjunto de cabezales de impresion a lo largo de un eje de traslacion y para efectuar una rotacion relativa entre el objeto y el conjunto de cabezales de impresion alrededor del eje de traslacion. El conjunto de cabezales de impresion comprende una pluralidad de unidades de cabezal de impresion, dispuestas de tal manera que los salientes de las diferentes unidades de cabezal de impresion en el eje de traslacion caen en diferentes partes del eje de traslacion, teniendo cada una de las unidades de cabezal de impresion al menos una boquilla y/o una abertura de expulsion (tambien denominada elemento de impresion en el presente documento) para expulsar una composicion de material sobre la superficie del objeto.

En una variante, el conjunto de cabezales de impresion comprende ademas unas unidades de cabezal de impresion adicionales, de tal manera que las unidades de cabezal de impresion estan dispuestas en una pluralidad de grupos, comprendiendo al menos un grupo al menos dos de las unidades de cabezal de impresion dispuestas a lo largo de una trayectoria curva alrededor del eje de traslacion, y rodeando cada grupo una region respectiva del eje de traslacion.

En otra variante, el sistema de impresion comprende una unidad de control configurada para operar el sistema transportador para llevar a cabo dicha traslacion y rotacion y para operar al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion de acuerdo con un patron predeterminado.

La unidad de control puede estar configurada para operar el sistema transportador y al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion, con el fin de efectuar la impresion simultanea de datos de imagen sobre la superficie del objeto por al menos dos unidades de cabezal de impresion, perteneciente cada una a uno de los grupos respectivos.

Opcionalmente, la unidad de control esta configurada para operar el sistema transportador y al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion, con el fin de efectuar la impresion simultanea de datos de imagen sobre la superficie del objeto por diferentes elementos de impresion de una sola de las unidades de cabezal de impresion.

La unidad de control puede estar configurada para operar el sistema transportador y al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion, con el fin de efectuar la impresion simultanea de datos de imagen sobre la superficie del objeto por al menos dos unidades de cabezal de impresion que pertenecen a uno solo de los grupos.

En una variante, el sistema transportador esta configurado para mover el objeto a lo largo del eje de traslacion. En otra variante, el sistema transportador esta configurado para mover el conjunto de cabezales de impresion a lo largo del eje de traslacion. En otra variante mas, el sistema transportador esta configurado para hacer rotar el objeto alrededor del eje de traslacion. En otra variante, el sistema transportador esta configurado para hacer rotar el conjunto de cabezales de impresion alrededor del eje de traslacion.

En algunas realizaciones, la unidad de control esta configurada para operar el sistema transportador para llevar a cabo la traslacion de una manera escalonada y para llevar a cabo la rotacion al menos durante un intervalo de tiempo en el que no se produce la traslacion, y para operar al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion para llevar a cabo la impresion durante el intervalo de tiempo en el que no se produce la traslacion y se produce la rotacion.

En algunas realizaciones, la unidad de control esta configurada para operar el sistema transportador para llevar a cabo simultaneamente la traslacion y la rotacion mientras se operan al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion para efectuar la impresion, de tal manera que la impresion continua de datos de imagen se realiza sobre la superficie del objeto a lo largo de al menos una trayectoria sustancialmente en espiral.

En una variante, dicho sistema de transportador esta configurado, ademas, para efectuar un movimiento relativo entre el objeto y el conjunto de cabezales de impresion a lo largo de uno o mas ejes radiales sustancialmente en perpendicular al eje de traslacion, con el fin de mantener una distancia deseada entre al menos una unidad de cabezal de impresion y la superficie del objeto, mientras que dicha al menos una unidad de cabezal de impresion imprime datos sobre dicha superficie.

En otra variante, el sistema transportador esta configurado para desplazar al menos una de las unidades de cabezal de impresion para acercarse y alejarse del eje de traslacion.

En otra variante mas, el sistema transportador esta configurado y operativo para desplazar dicha al menos una de dichas unidades de cabezal de impresion con respecto al eje de traslacion antes de operar el conjunto de cabezales de impresion para imprimir los datos de imagen.

En una variante adicional, el sistema transportador esta configurado y operativo para desplazar dicha al menos una de las unidades de cabezal de impresion con respecto al eje de traslacion durante la impresion de los datos de imagen.

En otra variante mas, el sistema transportador esta configurado y operativo para operar dicho desplazamiento para ajustar una posicion de dicha al menos una unidad de cabezal de impresion para adaptarse a una forma de la superficie del objeto que va a someterse a dicha impresion.

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En algunas realizaciones de la presente invencion, la unidad de control esta configurada para operar dicho desplazamiento de dicha al menos una unidad de cabezal de impresion entre una posicion pasiva no operativa y una posicion activa operativa de dicha al menos una unidad de cabezal de impresion.

En una variante, las unidades de cabezal de impresion del mismo grupo estan configuradas para expulsar una composicion de material del mismo color. En otra variante, cada uno de los grupos de unidades de cabezal de impresion esta configurado para expulsar una composicion de material de un color respectivo.

En otra variante mas, el sistema de impresion comprende al menos una unidad de curado configurada para curar una composicion de material expulsada por cualquier unidad de cabezal de impresion sobre la superficie exterior del objeto, localizandose la unidad de curado corriente abajo a lo largo del eje de traslacion de una ultima unidad de dichas unidades de cabezal de impresion.

En una variante adicional, el sistema de impresion comprende al menos una unidad de imprimacion configurada para imprimar al menos una localizacion de la superficie del objeto para recibir una composicion a expulsar por al menos una de las unidades de cabezal de impresion, localizandose la unidad de imprimacion corriente arriba a lo largo del eje de traslacion de una ultima unidad de dichas unidades de cabezal de impresion. En otra variante mas, el sistema de impresion comprende al menos una segunda unidad de curado localizada entre unidades de cabezal de impresion pertenecientes al mismo grupo. Opcionalmente, el sistema de impresion comprende al menos una segunda unidad de imprimacion localizada entre unidades de cabezal de impresion pertenecientes al mismo grupo.

En una variante, los salientes a lo largo del eje de traslacion de las unidades de cabezal de impresion de al menos un grupo caen en una sola region del eje de traslacion. En otra variante, las unidades de cabezal de impresion de al menos uno de los grupos estan escalonadas, de tal manera que los salientes a lo largo del eje de traslacion de al menos dos de las unidades de cabezal de impresion del al menos un grupo caen en regiones diferentes del eje de traslacion. En otra variante mas, diferentes unidades de cabezal de impresion estan configuradas para expulsar la composicion de material respectiva sobre una region de la superficie del objeto, de tal manera que una combinacion de las composiciones respectivas sobre la superficie del objeto forma una composicion deseada.

En una variante adicional, los elementos de impresion sucesivos (por ejemplo, boquillas y/o aberturas de expulsion) de al menos una de las unidades de cabezal de impresion estan configurados para expulsar las composiciones respectivas sobre una region de la superficie del objeto, de tal manera que una combinacion de las composiciones respectivas sobre la superficie del objeto forma una composicion deseada.

Opcionalmente, la combinacion de las composiciones respectivas comprende al menos una de entre una mezcla entre las composiciones respectivas y una reaccion qmmica entre las composiciones respectivas.

En otro aspecto mas, se proporciona un sistema de impresion para imprimir sobre las superficies exteriores de los objetos de acuerdo con la reivindicacion 1.

Otras realizaciones son el objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 14.

En otro aspecto mas, se proporciona un procedimiento de impresion sobre las superficies exteriores de los objetos de acuerdo con la reivindicacion 15.

Otra realizacion es el objeto de la reivindicacion dependiente 16.

Breve descripcion de los dibujos

Con el fin de comprender mejor el objeto que se desvela en el presente documento y para ejemplificar como puede llevarse a cabo en la practica, a continuacion se describiran realizaciones, solo a modo de ejemplo no limitante, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 ilustra esquematicamente un sistema de impresion de acuerdo con algunas posibles realizaciones que emplean un carril de bucle cerrado para trasladar objetos a lo largo del mismo;

las figuras 2A y 2B son dibujos esquematicos que ilustran diferentes ejemplos de un conjunto de cabezales de impresion de acuerdo con algunas realizaciones, que incluye una pluralidad de unidades de cabezal de impresion localizadas en posiciones sucesivas a lo largo de un eje de traslacion;

las figuras 3A y 3B son dibujos esquematicos que ilustran posibles disposiciones de los elementos de impresion en unidades de cabezal de impresion individuales, de acuerdo con algunas posibles realizaciones; las figuras 4A y 4B son dibujos esquematicos que ilustran diferentes vistas de la matriz de impresion de acuerdo con algunas posibles realizaciones, que incluye una pluralidad de grupos de unidades de cabezal de impresion localizadas en posiciones sucesivas a lo largo de un eje de traslacion;

las figuras 5A y 5B son dibujos esquematicos que ejemplifican el uso de un sistema transportador de acuerdo con algunas posibles realizaciones;

las figuras 6A y 6B son dibujos esquematicos que ilustran algunas posibles realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion pueden moverse de manera controlada;

las figuras 7A y 7B son dibujos esquematicos que ejemplifican posibles realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion pueden moverse de manera controlada para ajustarse a una forma del objeto, antes y durante la rotacion del objeto;

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la figura 8A es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion pertenecientes al mismo grupo estan colocadas en la misma localizacion a lo largo del eje de traslacion;

la figura 8B es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion pertenecientes al mismo grupo estan escalonadas, colocandose en diferentes localizaciones a lo largo del eje de traslacion;

la figura 9A es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que al menos una estacion de curado/fijacion esta localizada en el extremo del conjunto de unidades de impresion, corriente abajo del ultimo grupo de unidades de cabezal de impresion y/o en las que al menos una estacion de imprimacion/pretratamiento esta localizada al comienzo del conjunto de unidades de impresion, corriente arriba del primer grupo de unidades de cabezal de impresion;

la figura 9B es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que al menos una estacion de curado/fijacion y/o una estacion de imprimacion/pretratamiento esta localizada entre dos grupos sucesivos de unidades de cabezal de impresion;

la figura 9C es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que una pluralidad de estaciones de curado/fijacion y/o de imprimacion/pretratamiento estan colocadas una tras otra a lo largo del eje de traslacion;

la figura 9D es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas realizaciones en las que al menos una unidad de curado/fijacion y/o de imprimacion/pretratamiento esta localizada entre unidades de cabezal de impresion del mismo grupo;

las figuras 10A a 10C son dibujos esquematicos que ilustran algunas realizaciones en las que las

composiciones primera y segunda se inyectan en la misma localizacion de la superficie del objeto por unidades de cabezal de impresion de los grupos primero y segundo, respectivamente, con el fin de imprimir la localizacion con una tercera composicion que esta formada por una combinacion de las composiciones primera y segunda;

las figuras 11A a 11C son dibujos esquematicos que ilustran algunas realizaciones en las que las

composiciones primera y segunda se inyectan en la misma localizacion de la superficie del objeto por diferentes boquillas que pertenecen a una sola unidad de cabezal de impresion, con el fin de imprimir la localizacion con una tercera composicion que esta formada por una combinacion de las composiciones primera y segunda; las figuras 12A a 12C son dibujos esquematicos que ilustran algunas realizaciones en las que las

composiciones primera y segunda se inyectan en la misma localizacion de la superficie del objeto por las unidades de cabezal de impresion primera y segunda del mismo grupo, respectivamente, con el fin de imprimir la localizacion con una tercera composicion que esta formada por una combinacion de las composiciones primera y segunda;

la figura 13A y 13B son dibujos esquematicos que ejemplifican una posible realizacion en la que unidades de impresion pertenecientes a grupos diferentes estan localizadas en la misma posicion alrededor del eje de traslacion, y se organizan en barras/columnas;

la figura 14 es un diagrama de bloques que ilustra una unidad de control utilizable de acuerdo con algunas posibles realizaciones para controlar el sistema transportador y el conjunto de cabezales de impresion de acuerdo con uno o mas tipos de datos de entrada;

la figura 15 ilustra esquematicamente un sistema transportador de acuerdo con algunas posibles realizaciones; las figuras 16A y 16B ilustran esquematicamente una disposicion del conjunto de cabezales de impresion en forma de una matriz de acuerdo con algunas posibles realizaciones;

la figura 17 ilustra esquematicamente un carro y una disposicion de mandriles montados en el mismo, configurados para sostener los objetos a imprimir y trasladarlos y hacerlos rotar en el sistema transportador; la figura 18 ilustra esquematicamente un carro cargado con una pluralidad de objetos a imprimir que entra en una zona de impresion del sistema;

la figura 19 ilustra esquematicamente una impresion simultanea sobre una pluralidad de objetos unidos a tres carros diferentes que atraviesan la zona de impresion;

la figura 20 ilustra esquematicamente una disposicion de mandril de acuerdo con algunas posibles realizaciones;

y

las figuras 21A a 21C ilustran esquematicamente unos posibles esquemas de control utilizables en algunas posibles realizaciones.

Descripcion detallada de las realizaciones

A continuacion, se describen las diversas realizaciones de la presente invencion con referencia a las figuras 1 a 20 de los dibujos, que deben considerarse en todos los aspectos solo como ilustrativos y de ninguna manera restrictivos. Los elementos ilustrados en los dibujos no son necesariamente a escala, haciendo hincapie, en cambio, en ilustrar claramente los principios de la invencion. La presente invencion puede proporcionarse en otras formas y realizaciones espedficas sin alejarse de las caractensticas esenciales descritas en el presente documento.

La figura 1 ilustra esquematicamente un sistema 17 de impresion de acuerdo con algunas posibles realizaciones que emplean un carril 10 de bucle cerrado (por ejemplo, una pista elfptica) para trasladar los objetos a imprimir (no mostrados) a lo largo del mismo hacia una zona 12z de impresion dispuesta en el carril 10 y que comprende uno o mas conjuntos 100 de cabezales de impresion (por ejemplo, que comprenden cabezales de impresion de diversos colores). El sistema 17 de impresion en este ejemplo no limitante comprende una zona 306l de carga configurada

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para la carga automatica de una pluralidad de objetos a imprimir desde una lmea de produccion. La zona 306l de carga puede comprender una unidad de carga que emplea un controlador independiente y uno o mas sensores, motores, y elementos mecanicos y neumaticos, y esta configurada para comunicar datos de sensores medidos con una unidad 300 de control del sistema 17 de impresion para sincronizar, monitorizar y gestionar el procedimiento de carga. En algunas realizaciones, la unidad de carga esta configurada para cargar una corriente de objetos en el carril del sistema con el mismo mdice de precision (usado para marcar el punto de inicio de impresion sobre la superficie del objeto, en los casos en que el objeto tiene una marca previa o una orientacion de tapa).

En algunas realizaciones, los objetos cargados estan unidos a una pluralidad de carros Ci, C2, C3.... Cn-1, Cn

(tambien denominados en el presente documento plataformas de soporte o carros Ci) configurados para un movimiento sucesivo a lo largo del carril 10 y para comunicar datos con la unidad 300 de control con respecto al estado operativo de los carros Ci (por ejemplo, velocidad, posicion, errores, etc.). Como se describe en detalle a continuacion en el presente documento, los carros Ci pueden estar configurados para mover de manera simultanea, o intermitente, o independientemente controlada, los carros Ci a lo largo del carril 10, y para mover y hacer rotar de manera simultanea, o intermitente, o independientemente controlada, el objeto unido a los mismos (por ejemplo, usando unos mandriles rotatorios, no mostrados en la figura 1) mientras se trata en una unidad 204 de pretratamiento (tambien denominada en el presente documento estacion de imprimacion) y/o se trata/recubre/imprima antes, durante o despues de la impresion en la zona 12z de impresion.

Puede usarse una unidad 13 de deteccion de tamano en el carril 10 para determinar los tamanos (dimensiones y formas geometricas) de los objetos recibidos en la zona 306l de carga y comunicar los datos de tamano a la unidad 300 de control. Los datos de tamano recibidos desde la unidad 13 de deteccion de tamano se procesan y se analizan por la unidad 300 de control y se usan por la misma para ajustar las posiciones de las unidades de cabezal de impresion del conjunto 100 de cabezales de impresion y avisar sobre posibles escenarios de colision.

Tambien puede proporcionarse una unidad 204 de pre-tratamiento en el carril 10 para aplicar un procedimiento de pre-tratamiento a las superficies de los objetos movidos a lo largo del carril 10 (por ejemplo, un tratamiento de plasma, corona y/o llama para mejorar la adherencia de la tinta al recipiente y crear una uniformidad de la superficie con respecto a la impresion/recubrimiento introducidos). En consecuencia, la unidad 300 de control puede estar configurada para ajustar el funcionamiento de la unidad 204 de pretratamiento de acuerdo con los datos de tamano recibidos desde la unidad 13 de deteccion de tamano. Como se ejemplifica en la figura 1, el conjunto 100 de cabezales de impresion puede estar configurado para alojar una pluralidad de carros Ci (en este ejemplo se muestran tres carros C1, C2, y C3) e imprimir simultaneamente sobre las superficies de los objetos unidos a cada uno de los carros.

Los objetos que salen de la zona 12z de impresion pueden moverse a lo largo de una parte del carril 10 que comprende una unidad 202 de curado. La unidad 202 de curado puede operarse por la unidad 300 de control y configurarse para finalizar el procedimiento de impresion curando la una o mas capas de composiciones aplicadas a sus superficies (por ejemplo, empleando un procedimiento de curado de tinta ultravioleta/UV o cualquier otro procedimiento de fijacion o de secado tal como IR, haz electronico, reaccion qmmica y similares). Ademas, puede usarse una unidad 16 de inspeccion de vision para recopilar datos (por ejemplo, datos de imagen) indicativos de los colores, patrones (por ejemplo, registro de impresion, diagnosticos, boquillas perdidas, integridad de imagen) aplicados a los objetos que salen de la zona 12z de impresion y/o la unidad 202 de curado. Despues de completar el procedimiento de impresion y, opcionalmente, de curado y/o de inspeccion, pueden hacerse avanzar los objetos a lo largo del carril 10 hacia una zona 306u de descarga para su retirada automatica del sistema 17 de impresion. La zona 306u de descarga puede incluir una unidad de descarga que emplea un controlador independiente y una o mas unidades de sensor, motores, elementos mecanicos y neumaticos y esta configurada para comunicar datos de sensor con la unidad 300 de control del sistema 17 de impresion para monitorizar y gestionar el procedimiento de descarga.

Las figuras 2A y 2B son dibujos esquematicos que ilustran diferentes ejemplos de un conjunto 100 de cabezales de impresion de la presente divulgacion, que incluye una pluralidad de unidades de cabezal de impresion localizadas en posiciones sucesivas a lo largo de un eje de traslacion.

En el ejemplo de la figura 2A, las unidades 102a, 104a, 106a, 108a de cabezal de impresion estan dispuestas de tal manera que los salientes de las diferentes unidades de cabezal de impresion en el eje de traslacion caen en diferentes partes del eje 110 de traslacion (a lo largo del eje de impresion) y se colocan en localizaciones respectivas (angulares) alrededor del eje 110 de traslacion. En el ejemplo de la figura 2B, las unidades 102a, 104a, 106a, 108a de cabezal de impresion estan dispuestas de tal manera que los salientes de las diferentes unidades de cabezal de impresion en el eje de traslacion caen en diferentes partes del eje 110 de traslacion y se colocan en las mismas localizaciones (angulares) alrededor del eje 110 de traslacion, para formar una lmea de unidades de cabezal de impresion sustancialmente en paralelo al eje 110 de traslacion.

En este ejemplo no limitante, el eje 110 de traslacion corresponde, en general, a un eje del objeto 101, y es el eje a lo largo del que puede producirse una traslacion respectiva entre el objeto 101 y el conjunto 100 de cabezales de impresion. Ademas, puede producirse una rotacion relativa entre el objeto 101 y el conjunto 100 de cabezales de impresion alrededor del eje 110 de traslacion.

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Los detalles de los movimientos de traslacion y de rotacion se trataran mas adelante en el presente documento.

Haciendo referencia ahora a las figuras 3A y 3B, se ilustran esquematicamente posibles disposiciones de los elementos 130 de impresion (por ejemplo, boquillas o aberturas de expulsion) en unidades de cabezal de impresion individuales, de acuerdo con algunas posibles realizaciones.

Tal como se ejemplifica en las figuras, 3A/B, una unidad de cabezal de impresion puede incluir una o mas boquillas o aberturas de expulsion (en general 130) configuradas para permitir la expulsion de composiciones de material sobre la superficie del objeto 101. Las composiciones de material pueden ser fluidos (como es el caso de la impresion por chorro de tinta y la inyeccion y/o la impresion de plasticos) y/o solidos (por ejemplo, polvos, como es el caso de la impresion laser). En el presente documento, el termino impresion pretende incluir cualquier tipo de expulsion de un material sobre una superficie de un objeto, y/o grabar o marcar puntos, lmeas o patrones sobre el mismo. Por lo tanto, la impresion incluye, por ejemplo, cambiar el color, la forma o la textura de un objeto, expulsando un material sobre la superficie del objeto, grabando y/o aplicando marcas sobre el mismo. Por ejemplo, y sin limitacion, las unidades de cabezal de impresion pueden comprender uno o mas marcadores (por ejemplo, herramienta de grabado, marcador laser, marcador de pintura y similares) configurados para aplicar marcas visibles y/o invisibles (es dedr, funcionales, tales como cargas electronicas) sobre las superficies exteriores de los objetos que atraviesan la zona 12z de impresion.

La figura 3A ejemplifica diferentes configuraciones de los elementos 130 de impresion de las unidades 104a y 106a de cabezal de impresion. Las unidades 104a y 106a de cabezal de impresion se muestran desde un lado de las mismas en paralelo al eje de traslacion. La unidad 104a de cabezal de impresion incluye una pluralidad de elementos 130 de impresion (por ejemplo, cuatro), colocados a lo largo de una fila en localizaciones sucesivas a lo largo del eje de traslacion. La unidad 106a de cabezal de impresion en este ejemplo no limitante incluye un unico elemento 130 de impresion, como se usa habitualmente en la tecnica para inyectar composiciones de plastico.

La figura 3B ejemplifica una posible configuracion de los elementos de impresion dispuestos en la unidad 102a de cabezal de impresion. La figura 3B muestra una vista frontal de la unidad 102a de cabezal de impresion (perpendicular al eje 110 de traslacion). En este ejemplo no limitante, la unidad 102a de cabezal de impresion incluye una columna de elementos 130 de impresion colocados en una lmea perpendicular al eje 110 de traslacion. Opcionalmente, no todos los elementos 130 de impresion son perpendiculares a la superficie del objeto. En el ejemplo de la figura 3B, el elemento de impresion es perpendicular a la superficie del objeto, por ejemplo, esta configurado para expulsar una composicion de material a lo largo de una trayectoria de expulsion perpendicular a la superficie del objeto. Por otra parte, los elementos de impresion exteriores localizados en los lados del elemento de impresion central son oblicuos a la superficie del objeto.

Opcionalmente, una unidad de cabezal de impresion usada en la presente invencion puede incluir una pluralidad de filas o columnas de elementos de impresion que forman una matriz bidimensional que define una superficie del conjunto de cabezales de impresion orientada hacia el objeto. El conjunto de cabezales de impresion puede estar configurado en cualquier forma, tal como, pero sin limitacion, rectangular, paralelogramo, o similares. Haciendo referencia ahora a las figuras 4A y 4B, se ilustran esquematicamente diferentes vistas de un sistema 200 de impresion de la presente divulgacion. En la figura 4A, se muestra una vista en perspectiva, mientras que en la figura 4B, se muestra una vista frontal. El sistema 200 de impresion esta configurado para imprimir una imagen/patron sobre una superficie exterior curva del objeto 101, e incluye un conjunto 100 de cabezales de impresion que tiene una pluralidad de unidades de cabezal de impresion, y un sistema transportador (302 en las figuras 5A y 15) configurado para mover el objeto 101 y/o las unidades de cabezal de impresion. Opcionalmente, el sistema 200 incluye una unidad de control (300, mostrada en las figuras 1 y 21A) configurada para controlar el sistema 302 transportador y el funcionamiento de las unidades de cabezal de impresion. La superficie curva del objeto puede ser circular, oval, elfptica, etc.

En algunas realizaciones, cada unidad de cabezal de impresion incluye uno o mas elementos de impresion, por ejemplo, configurados para inyectar/aplicar una composicion de material (tal como tinta, polvo, fluido de curado, fluido de fijacion, fluido de pretratamiento, fluido de recubrimiento, y/o una composicion de uno o mas fluidos para crear un tercer fluido, y/o cualquier material solido/gas que, aunque inyectado, es un fluido) sobre la superficie exterior del objeto 101, como se ha descrito anteriormente. El conjunto 100 de cabezales de impresion puede estar disenado como los conjuntos de cabezales de impresion descritos en las figuras 2A y 2B, o como un conjunto 100 de cabezales de impresion en el que las unidades de cabezal de impresion estan organizadas en grupos, como se describira a continuacion.

En el ejemplo mostrado en las figuras 4A y 4B, las unidades de cabezal de impresion de cada grupo estan dispuestas a lo largo de una trayectoria curva alrededor del eje de traslacion, y cada grupo rodea una region respectiva del eje 110 de traslacion. Por lo tanto, las unidades 102a, 102b, y 102c de cabezal de impresion pertenecen a un primer grupo 102. Las unidades 104a, 104b, y 104c de cabezal de impresion (vistas en la figura 13) pertenecen a un segundo grupo 104. Las unidades 106a, 106b, y 106c de cabezal de impresion pertenecen a un tercer grupo 106. Las unidades 108a, 108b, y 108c de cabezal de impresion pertenecen a un cuarto grupo 108. Los grupos 102, 104 y 106 estan localizados en unas localizaciones respectivas a lo largo del eje de traslacion.

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El sistema 302 transportador esta configurado para mover el objeto 101 y/o el conjunto 100 de cabezales de impresion de tal manera que una parte deseada del objeto 101 se lleva a las proximidades de una unidad de cabezal de impresion deseada en un momento deseado. De esta manera, la impresion puede realizarse sobre la superficie exterior del objeto. El transportador esta configurado para permitir al menos dos tipos de movimiento relativo entre el objeto 101 y el conjunto de cabezales de impresion: (i) un movimiento de traslacion a lo largo de o en paralelo al eje 110 de traslacion, y (ii) una rotacion alrededor del eje 110 de traslacion. De esta manera, cualquier punto en la superficie exterior del objeto 101 puede llevarse a las proximidades de cualquier unidad de cabezal de impresion. Opcionalmente, existe un tercer tipo de movimiento relativo a lo largo de uno o mas ejes radiales (o planos) sustancialmente en perpendicular al eje de traslacion. Este tercer movimiento puede ser necesario con el fin de mantener una distancia deseada entre al menos una unidad de cabezal de impresion y la superficie del objeto.

En algunas realizaciones, la unidad 300 de control es una unidad electronica configurada para transmitir, o transferir desde un codificador de movimiento del carro, una o mas senales a las unidades de cabezal de impresion en el conjunto 100 y al sistema 302 transportador. Como alternativa, las senales procedentes del codificador de movimiento se transfieren directamente al conjunto de cabezales de impresion en el que se traducen por cada unidad de cabezal de impresion en instrucciones de impresion basandose en las senales recibidas desde la unidad 300 de control. En consecuencia, la o las senales de control posicional, transmitidas desde uno de los codificadores del carro al conjunto 100 de cabezales de impresion, pueden usarse por la unidad 300 de control para ordenar a las unidades de cabezal de impresion individuales que expulsen sus composiciones de material respectivas desde uno o mas elementos de impresion (por ejemplo, boquillas/aberturas de expulsion) en momentos espedficos. Ademas, la unidad 300 de control genera una o unas senales de control para el sistema 302 transportador, para ordenar al sistema 302 transportador que mueva (es dedr, que traslade y/o haga rotar) los objetos 101 y/o el conjunto 100 de cabezales de impresion de acuerdo con un patron deseado. Por lo tanto, la unidad 300 de control sincroniza el funcionamiento de las unidades de cabezal de impresion con el movimiento relativo entre el objeto 101 y el conjunto

100 de cabezales de impresion, con el fin de crear un patron de impresion deseado en el objeto y, por lo tanto, imprimir una imagen deseada sobre la superficie exterior del objeto.

Los grupos de unidades de cabezal de impresion se colocan a lo largo del eje 110 de traslacion, de tal manera que durante el movimiento relativo entre el objeto 101 y el conjunto 100 de cabezales de impresion, el objeto 101 se lleva sucesivamente a las proximidades de diferentes unidades o grupos de cabezal de impresion de las unidades de cabezal de impresion. Ademas, durante al menos ciertas etapas de este movimiento, diferentes partes de los objetos

101 pueden localizarse en las proximidades de las unidades de cabezal de impresion que pertenecen a al menos dos grupos o unidades de cabezal de impresion consecutivos localizados en posiciones sucesivas a lo largo del eje 110 de traslacion. De esta manera, la superficie exterior del objeto puede imprimirse simultaneamente por unidades de cabezal de impresion que pertenecen a diferentes grupos o unidades de cabezal de impresion localizados en posiciones sucesivas a lo largo del eje 110 de traslacion. Opcionalmente, los diferentes elementos de impresion de una sola unidad de impresion pueden imprimir sobre dos objetos diferentes al mismo tiempo. Como se ha explicado anteriormente, esta caractenstica permite que el sistema 200 realice la impresion sobre uno o mas objetos a la vez que optimiza la utilizacion de los cabezales de impresion, logrando de este modo un sistema de alta eficiencia capaz de proporcionar un alto rendimiento de objetos. Como se ejemplifica en la figura 4A, durante un cierto penodo de tiempo, el objeto 101 esta en las proximidades del primer grupo (que incluye las unidades 102a, 102b, y 102c de cabezal de impresion) y el segundo grupo (que incluye las unidades 104a, 104b, y 104c de cabezal de impresion).

Ademas de mejorar el rendimiento de impresion en uno o mas objetos, la estructura del sistema 200 tambien permite una impresion simultanea en una pluralidad de objetos 101. Con este fin, los objetos 101 se introducen en el sistema 200, uno tras otro, y el sistema 302 transportador mueve (es dedr, traslada y/o hace rotar) los objetos 101 y/o el conjunto 100 de unidades de cabezal de impresion, de manera que cada objeto 101 puede imprimirse por ciertas partes de las unidades de cabezal de impresion que no se imprimen en otro objeto. Por ejemplo, en la figura 4A, el objeto 101 esta en las proximidades del grupo primero y segundo (aunque en la practica, un objeto puede imprimirse por mas de dos grupos si el objeto es lo suficientemente largo en comparacion con los cabezales de impresion y con las distancias entre los cabezales de impresion a lo largo del eje de traslacion). Si ningun otro objeto esta presente, las unidades de cabezal de impresion del tercer grupo (106a, 106b y 106c) y las unidades de cabezal de impresion del cuarto grupo (108a, 108b, y 108c) estan inactivas. Sin embargo, si un segundo objeto se introduce en el sistema 200 y se mueve a las proximidades de los cabezales de impresion del grupo primero y/o segundo, el primer objeto se movera a las proximidades de los grupos segundo y/o tercero. De esta manera, al menos alguno de estos ultimos grupos (segundo y tercero) de los cabezales de impresion sera capaz de imprimir una imagen sobre el primer objeto y alguno de los grupos anteriores (primero y segundo) de las unidades de cabezal de impresion sera capaz de imprimir una imagen sobre el segundo objeto.

El sistema de impresion se considera plenamente utilizado cuando en todas las unidades de cabezal de impresion hay objetos que se estan imprimiendo por las unidades de cabezal de impresion. Con este fin, se considera que cualquier hueco entre los objetos en la zona de impresion disminuye la eficiencia y, por lo tanto, se requiere minimizar los huecos entre los objetos.

Como puede verse en la figura 4B, las unidades de cabezal de impresion de cada grupo estan colocadas alrededor del eje 110 de traslacion, con el fin de mantener una distancia deseada con la superficie exterior del objeto. Las unidades de cabezal de impresion pueden colocarse en una disposicion espaciada, o pueden ser adyacentes entre

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sf Las distancias entre unidades de cabezal de impresion consecutivas que pertenecen al mismo grupo pueden ser iguales entre sf o diferentes entre sf Ademas, dentro de un grupo, las unidades de cabezal de impresion pueden colocarse alrededor de la superficie exterior del objeto, de tal manera que las distancias entre las diferentes unidades de cabezal de impresion y la superficie exterior del objeto sean iguales entre sf, o de tal manera que cada unidad de cabezal de impresion tenga una distancia respectiva con la superficie exterior del objeto. La distancia entre las unidades de cabezal de impresion y la superficie exterior del objeto depende del tipo de unidades de cabezal de impresion usadas y su composicion, y se elige de manera que las unidades de cabezal de impresion suministren sus composiciones de una forma deseada. Cabe senalar que la composicion inyectada por las unidades de cabezal de impresion puede ser un material qmmico, un compuesto qmmico de materiales y/o una mezcla entre los materiales y/o los compuestos.

En algunas realizaciones de la presente invencion, la impresion sobre la superficie del objeto por diferentes unidades de cabezal de impresion o por diferentes elementos 130 de impresion de una unidad de cabezal de impresion puede realizarse con el fin de crear una nueva trayectoria que no se imprimio previamente. Opcionalmente, una parte de la impresion puede realizarse a lo largo o cerca de una trayectoria impresa existente. Puede usarse una trayectoria impresa cerca de o entre otras dos trayectorias para lograr una resolucion predefinida. Puede usarse una trayectoria impresa a lo largo de una trayectoria existente para completar la resolucion de la trayectoria existente anadiendo mas puntos para crear una trayectoria en espiral mas densa. Ademas, la impresion de una trayectoria a lo largo de una trayectoria existente puede usarse para crear una redundancia entre dos elementos de impresion diferentes, es dear, si un elemento de impresion no esta funcionando, entonces el segundo elemento de impresion imprime una parte (por ejemplo, un 50 %) de los datos deseados. Opcionalmente, en caso de que uno de los elementos de impresion deje de operar, el sistema puede controlarse con el fin de permitir que el segundo elemento de impresion imprima los datos que inicialmente estaban destinados a imprimirse por el primer elemento de impresion. Esto puede hacerse, por ejemplo, controlando (por ejemplo, decelerando) el movimiento (la traslacion y/o la rotacion) del objeto 101 y/o la matriz de cabezal de impresion, o controlando el segundo elemento de impresion para que inyecte mas tinta. Opcionalmente, las unidades de cabezal de impresion que pertenecen al mismo grupo estan configuradas para inyectar tinta de un solo color en la superficie del objeto, y los diferentes grupos de unidades de cabezal de impresion estan configurados para inyectar los colores respectivos en la superficie del objeto. Como alternativa, las diferentes unidades de cabezal de impresion que pertenecen al mismo grupo estan configuradas para inyectar tinta de diferentes colores.

Cabe senalar que, aunque en las figuras mencionadas anteriormente se muestra que cada grupo incluye tres unidades de cabezal de impresion, los grupos pueden tener cualquier numero de unidades de impresion, por ejemplo, uno, dos, cuatro, etc. Ademas, aunque las figuras mencionadas anteriormente muestran la presencia de cuatro grupos, puede incluirse cualquier numero de grupos en el sistema de la presente invencion. Ademas, en las figuras mencionadas anteriormente se muestra que las unidades de cabezal de impresion son mas cortas que la longitud del objeto 101. Puede que este no sea el caso, ya que en algunos casos las unidades de cabezal de impresion pueden ser tan largas como el objeto, o incluso mas largas.

El sistema 200 puede usarse para imprimir sobre el objeto 101 de acuerdo con dos secuencias de impresion diferentes: una impresion continua y una impresion por etapas o cualquier combinacion de las mismas. En la impresion continua, la impresion se produce durante el movimiento relativo entre el objeto 101 y la disposicion 100 de cabezal de impresion, cuando dicho movimiento incluye un movimiento de traslacion simultaneo a lo largo de o paralelo al eje 110 de traslacion y un movimiento de rotacion alrededor del eje 110 de traslacion. En este tipo de impresion, los datos de imagen se imprimen sobre la superficie del objeto a lo largo de una trayectoria sustancialmente en espiral.

En la impresion por etapas, una traslacion relativa entre el objeto y los cabezales de impresion lleva regiones deseadas de la superficie del objeto a las proximidades de uno o mas grupos de cabezal de impresion o unidades de cabezal de impresion localizados en posiciones sucesivas a lo largo del eje de traslacion. La traslacion se detiene, mientras que se efectua la rotacion relativa. Durante la rotacion, las unidades de cabezal de impresion realizan una impresion circunferencial sobre la superficie del objeto. Despues de realizar la impresion, la traslacion relativa se reinicia para llevar una o mas regiones deseadas de la superficie del objeto a las proximidades de uno o mas grupos de cabezal de impresion. La rotacion puede mantenerse durante la traslacion, o interrumpirse al menos durante parte de la traslacion.

Las etapas pueden ser pequenas etapas, donde la traslacion se produce para mover una region deseada del objeto 101 desde un elemento 130 de impresion a un elemento 130 de impresion consecutivo de una sola unidad de cabezal de impresion, o pueden ser etapas mas grandes, donde la traslacion se produce para mover una region deseada del objeto desde una primera unidad de cabezal de impresion a una unidad de cabezal de impresion sucesiva (por ejemplo, perteneciente a un grupo diferente) a lo largo del eje 110 de traslacion. En algunas realizaciones, las etapas pueden ser lo suficientemente grandes para trasladar una region deseada del objeto 101 desde una primera unidad de cabezal de impresion a una segunda unidad de cabezal de impresion mientras que se saltan una o mas unidades de cabezal de impresion intermedias.

En la etapa de impresion, la impresion circunferencial puede activarse por un disparador que confirma que la region deseada del objeto 101 se ha trasladado una distancia deseada. Este disparador puede ser una senal de codificador

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de posicionamiento y/o una senal de mdice, que se activa durante la traslacion y no se activa cuando no se produce la traslacion. Conociendo la velocidad de la traslacion y la posicion (a lo largo del eje de traslacion) de las unidades de cabezal de impresion deseadas y sus elementos 130 de impresion, el punto de tiempo en el que la region deseada del objeto 101 se expone a la unidad de cabezal de impresion deseada, y puede calcularse su elemento 130 de impresion. Por lo tanto, cuando el disparador se activa por la senal de codificador de posicionamiento y/o de mdice, se envfa una instruccion para efectuar la impresion a la unidad de cabezal de impresion deseada y/o el elemento 130 de impresion, por ejemplo, de acuerdo con las senales de posicion de codificador. Como alternativa, el disparador puede activarse por un detector de luz localizado en un lado del objeto 101 y los emisores de luz correspondientes localizados en un segundo lado del objeto 101. Cuando el objeto 101 oscurece el detector de luz, y la luz procedente del emisor de luz no alcanza el detector de luz, se considera que la region deseada de la superficie del objeto se ha trasladado la cantidad deseada.

Opcionalmente, se monitoriza una coordenada circunferencial de una determinada region de la superficie del objeto (por ejemplo, calculada a traves de una velocidad conocida de rotacion y el radio conocido del objeto), y se activa un segundo disparador cuando la region alcanza una coordenada circunferencial deseada que corresponde a la coordenada circunferencial de la unidad de cabezal de impresion deseada, o el elemento 130 de impresion. En una variante, despues de detener la traslacion, se realiza la rotacion relativa para exponer la region deseada sobre la superficie del objeto a la unidad de cabezal de impresion deseada, o el elemento 130 de impresion, y solo entonces se efectua la impresion (expulsion de la composicion de material). En otra variante, no se usa el segundo disparador, y cuando cesa la traslacion, la region deseada de la superficie del objeto se expone a una unidad de cabezal de impresion diferente, o elemento 130 de impresion. Debido a que se conoce la coordenada circunferencial de la region deseada, la unidad de control puede dar una instruccion a la unidad de cabezal de impresion o elemento 130 de impresion diferente, para efectuar una impresion deseada sobre la region deseada. Esta ultima variante es util para disminuir las demoras en la impresion del objeto. Un posible patron de impresion puede incluir tanto la impresion continua como la impresion por etapas, realizadas en diferentes momentos.

Cabe senalar que el eje 110 de traslacion se muestra en las figuras como una lmea recta. Este puede no ser necesariamente el caso. De hecho, el eje de traslacion puede ser curvilmeo, o puede tener secciones rectas y secciones curvilmeas.

Haciendo referencia ahora a las figuras 5A y 5B, se ejemplifica un sistema 302 transportador incluido en el sistema de impresion en algunas realizaciones. En el ejemplo no limitante ilustrado en la figura 5A, el sistema 302 transportador esta configurado para mover el objeto 101, mientras que en la figura 5B el sistema 302 transportador esta configurado para mover el conjunto 100 de cabezales de impresion.

En el ejemplo no limitante mostrado en la figura 5A, el sistema 302 transportador del sistema 200 incluye un portaobjetos 150 unido a un extremo del objeto 101. En una variante, el portaobjetos mueve el objeto 101 a lo largo del eje 110 de traslacion, y hace rotar el objeto alrededor del eje 110 de traslacion. La traslacion y la rotacion pueden ser simultaneas o no, dependiendo de la forma deseada de impresion. Opcionalmente, el sistema 302 transportador incluye una cinta 152 transportadora, que esta configurada para mover el objeto 101 a lo largo del eje 110 de traslacion (como se muestra por la doble flecha 154), mientras que la funcion del portaobjetos se limita a hacer rotar el objeto 101 (como se muestra por la flecha 156).

La cinta 152 transportadora puede ser una cinta que se mueve mediante un sistema de movimiento, tal como un motor electrico, un sistema de motor lineal, multiples sistemas de motor lineales que se combinan para formar una ruta, un sistema lineal magnetico, o un sistema de flujo de aire a presion. En caso de que se maneje una pluralidad de objetos, cada uno de los objetos puede manejarse por separado por uno o mas portaobjetos. Puede darse el caso de que cada uno de los objetos 101 se controle en diferentes lugares a lo largo del eje 110 de traslacion para trasladarlo de una manera diferente (por ejemplo, a una velocidad diferente) a lo largo del eje 110 de traslacion.

En el ejemplo no limitante mostrado en la figura 5B, el sistema 302 transportador del sistema 200 incluye un carro 158. El carro 158 en este ejemplo transporta el conjunto 100 de cabezales de impresion a lo largo de una direccion paralela al eje 110 de traslacion (como se muestra por la doble flecha 160) y rota con las unidades de cabezal de impresion alrededor del eje de traslacion (como se muestra por la flecha 162).

Debe anadirse que, aunque no se ilustra en las figuras, tambien son posibles otros escenarios para dar lugar al movimiento de traslacion y rotacion relativo entre el objeto y la disposicion de cabezal de impresion. En un primer escenario posible, el sistema 302 transportador esta disenado para mover el conjunto 100 de cabezales de impresion a lo largo del eje 110 de traslacion e incluye un portaobjetos para hacer rotar el objeto alrededor del eje 110 de traslacion. En un segundo escenario posible, el sistema 302 transportador esta disenado para mover el objeto 101 a lo largo del eje 110 de traslacion y para hacer rotar la disposicion de cabezal de impresion alrededor del eje 110 de traslacion.

En algunas realizaciones, pueden moverse tanto el objeto 101 como las disposiciones 100 de cabezal de impresion.

Todas las formas de movimiento relativo descritas anteriormente (fijar las unidades de cabezal de impresion y mover el objeto, mover las unidades de cabezal de impresion y fijar el objeto, trasladar el objeto y hacer rotar la disposicion

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de cabezal de impresion, hacer rotar el objeto y trasladar la disposicion de cabezal de impresion, mover las unidades de cabezal de impresion y mover el objeto) estan dentro del ambito de la presente invencion y son equivalentes entre sf Con el fin de simplificar la descripcion de la invencion, en la parte restante del presente documento la descripcion se relacionara con el caso en el que se fijan las unidades de cabezal de impresion y se mueve (se traslada y se hace rotar) el objeto 101. Sin embargo, las referencias al movimiento del objeto 101 deben entenderse como referencias al movimiento relativo entre el objeto 101 y las disposiciones 100 de unidades de cabezal de impresion.

En los dos casos descritos anteriormente, las unidades de cabezal de impresion individuales y/o los grupos individuales pueden moverse a lo largo del eje 110 de traslacion unos con respecto a otros. Esto puede usarse para una calibracion manual y/o automatica antes y/o despues de la impresion. Opcionalmente, las unidades y/o grupos de cabezal de impresion individuales pueden moverse alrededor o en perpendicular al eje 110 de traslacion. Esto tambien puede usarse para una calibracion manual y/o automatica antes y/o despues de la impresion.

Haciendo referencia ahora a las figuras 6A y 6B, que son dibujos esquematicos que ilustran algunas realizaciones posibles, las unidades de cabezal de impresion individuales pueden moverse de manera controlada.

En la figura 6A, las unidades 102a-102d de cabezal de impresion pertenecen a un solo grupo y se colocan a lo largo de la circunferencia del objeto 101. En la figura 6B, las unidades 102b y 102d de cabezal de impresion se alejan del eje de traslacion (o del objeto 101), tal como se representa por las flechas 180 y 182, respectivamente. En algunas realizaciones de la presente invencion, al menos algunas unidades de cabezal de impresion pueden acercarse y alejarse individualmente del objeto 101. Opcionalmente, dicho movimiento para cada unidad de cabezal de impresion se produce a lo largo de un eje respectivo que es perpendicular al eje de traslacion. Opcionalmente, tambien puede ajustarse la orientacion de las unidades de cabezal de impresion individuales.

La capacidad de mover las unidades de cabezal de impresion permite el mantenimiento de una distancia deseada entre las unidades de cabezal de impresion y el objeto 101. Ademas, el movimiento de las unidades de cabezal de impresion permite mover las unidades de cabezal de impresion seleccionadas entre sus posiciones activas y sus posiciones pasivas. Esto da flexibilidad al conjunto de cabezales de impresion, ya que puede configurarse de diferentes maneras para imprimir sobre superficies de diferentes diametros y longitudes (por ejemplo, para objetos de pequeno diametro, se disminuye el numero de unidades de cabezal de impresion activas en un grupo, para permitir que los cabezales de impresion activos esten a una distancia deseada de la superficie exterior del objeto). En una variante, las unidades de cabezal de impresion solo pueden moverse antes de la impresion, es dear, despues de que el objeto empieza a moverse las unidades de cabezal de impresion mantienen su posicion con respecto al eje de traslacion. Esta caractenstica es ventajosa, ya que permite que el sistema 200 mantenga una distancia deseada entre las unidades de cabezal de impresion y los objetos que tienen una pluralidad de diametros y longitudes. En otra variante, las unidades de cabezal de impresion pueden moverse durante la impresion. La ultima caractenstica puede ser ventajosa en el caso en de que el tamano y/o forma de seccion transversal del objeto vane a lo largo de la longitud del objeto, o en los casos donde el objeto no es circular (como se ejemplifica en las figuras 7A a 7C).

Haciendo referencia ahora a las figuras 7A a 7C, se ejemplifican realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion pueden moverse de manera controlada para adaptarse a una forma del objeto 101, antes y durante la rotacion del objeto 101.

En la figura 7A, un objeto 101 que tiene una seccion transversal elfptica se lleva al sistema 100. Las unidades 102a- 102d de cabezal de impresion pertenecen a un solo grupo y se colocan inicialmente para que coincidan con la forma de un objeto circular. En la figura 7B, las unidades 102b y 102c de cabezal de impresion se acercan al eje de traslacion (localizado en el centro de la seccion transversal elfptica en el objeto 101 y que se mueve fuera de la pagina), de manera que se mantiene una distancia deseada entre la superficie exterior de los objetos y cada unidad de cabezal de impresion. Se hace rotar el objeto 101. Durante la rotacion, las unidades 102a-102d de cabezal de impresion se mueven con respecto al eje de traslacion y, opcionalmente, se vana su orientacion. En un momento dado, el objeto 101 ha rotado 90 grados. Las unidades 102a y 102d de cabezal de impresion se han acercado al eje de traslacion, mientras que las unidades 102b y 102c de cabezal de impresion se han alejado del eje de traslacion. De esta manera, se mantiene una distancia deseada entre las unidades de cabezal de impresion y la superficie del objeto. Ademas, se ha cambiado la orientacion de todas las unidades de cabezal de impresion, con el fin de mantener una orientacion deseada con respecto a las regiones del objeto que se exponen a las unidades de cabezal de impresion.

Cabe que senalar que en las figuras anteriores, se ha mostrado que las unidades de cabezal de impresion del mismo grupo se localizan en la misma coordenada a lo largo del eje 110 de traslacion. Sin embargo, este no es necesariamente el caso. Haciendo referencia ahora a las figuras 8A y 8B, se ejemplifican dos disposiciones opcionales de unidades de cabezal de impresion que pertenecen a un grupo. En las figuras 8A un dibujo esquematico ejemplifica algunas posibles realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion que pertenecen al mismo grupo estan colocadas en la misma localizacion a lo largo del eje 110 de traslacion. La figura 8B es un dibujo esquematico que ejemplifica algunas posibles realizaciones en las que las unidades de cabezal de impresion que pertenecen al mismo grupo estan escalonadas, es dear, estan colocadas en diferentes localizaciones

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a lo largo del eje 110 de traslacion.

En la figura 8A, todas las unidades de cabezal de impresion que pertenecen al mismo grupo estan colocadas en una misma localizacion X a lo largo del eje 110 de traslacion. En otras palabras, los salientes de las diferentes unidades de cabezal de impresion del mismo grupo en el eje 110 de traslacion caen en la misma region del eje de traslacion. En la figura 8B, cada unidad de cabezal de impresion del mismo grupo esta colocada en una localizacion respectiva a lo largo de eje 110 de traslacion. La unidad 102a de cabezal de impresion esta centrada en la coordenada A en el eje 110 de traslacion. La unidad 102b de cabezal de impresion esta centrada en la coordenada B. La unidad 102c de cabezal de impresion esta centrada en la coordenada C. La unidad 102d de cabezal de impresion esta centrada en la coordenada D. En otras palabras, los salientes a lo largo del eje de traslacion de al menos dos de las unidades de cabezal de impresion del al menos un grupo caen en unas regiones diferentes del eje 110 de traslacion.

Haciendo referencia ahora a la figura 9A, se ejemplifican algunas realizaciones en las que al menos una estacion de curado/secado esta localizada en el extremo del conjunto 100 de unidades de impresion, corriente abajo del ultimo grupo de unidades de cabezal de impresion.

En la figura 9A, el objeto 101 se mueve de derecha a izquierda, en la direccion 201. Durante esta traslacion, las regiones de la superficie del objeto se exponen sucesivamente a las unidades de cabezal de impresion de los grupos 102, 104, 106, y 108 (o a las unidades 102a, 104a, 106a, y 108a de cabezal de impresion, si el conjunto 100 de cabezales de impresion se coloca de acuerdo con las figuras 2a y 2B) y se imprime. La impresion puede ser una impresion continua o una impresion por etapas, como se ha descrito anteriormente. En algunas realizaciones de la presente invencion, una estacion 202 de curado/secado esta localizada corriente abajo del ultimo grupo 108 (o la ultima unidad 108a de cabezal de impresion). Despues de recibir tinta desde las unidades de cabezal de impresion, el objeto 101 se mueve a la estacion de curado/secado, donde la tinta se fija sobre la superficie del objeto. El curado/secado puede realizarse de acuerdo con cualquier tecnica conocida, tal como: exposicion de la superficie impresa a la luz ultravioleta (UV) sin o con cualquier combinacion de gas o lfquido externo para mejorar la velocidad de curado/secado; exposicion de la superficie impresa a un haz electrico (EB); calentamiento de la superficie a traves de la exposicion a la radiacion IR (infrarroja); secado por ventilacion. Estas tecnicas pueden usarse para el curado/secado despues de que se realice la impresion.

Las tecnicas tambien pueden usarse para la imprimacion/pretratamiento de la superficie del objeto antes de la impresion: exposicion de la superficie impresa del objeto a una llama, y/o plasma, y/o corona, y/o equipo de limpieza de superficie: y/o equipo antiestatico; calentamiento de superficie o equipo de secado; aplicacion de un material de imprimacion o de recubrimiento a la superficie; exposicion de la superficie impresa o no impresa a un gas, tal como nitrogeno o un gas inerte para mejorar el curado posterior. Con este fin, opcionalmente, una estacion 204 de imprimacion esta localizada corriente arriba del primer grupo 102 de cabezal de impresion (o la primera unidad 102a de cabezal de impresion). En la estacion 204 de imprimacion, la superficie del objeto 101 se trata con el fin de mejorar la impresion inminente sobre la misma. La imprimacion puede realizarse de acuerdo con cualquiera de las formas mencionadas anteriormente usadas para la imprimacion/pretratamiento.

Cabe senalar que la estacion de curado/secado puede incluir una sola unidad de curado/secado o un grupo de unidades de curado/secado colocadas alrededor del eje 110 de traslacion. De manera similar, la estacion de imprimacion puede incluir una sola unidad de imprimacion o un grupo de unidades de imprimacion colocadas alrededor del eje 110 de traslacion.

Haciendo referencia ahora a la figura 9B, un dibujo esquematico ejemplifica algunas realizaciones en las que al menos una estacion de curado/secado y/o una estacion de imprimacion/pretratamiento esta localizadas entre dos grupos sucesivos de unidades de cabezal de impresion.

En algunas realizaciones, puede ser deseable tener una estacion de curado o de imprimacion despues (corriente abajo) de uno o algunos de los grupos de unidades de cabezal de impresion (o despues de algunas de las unidades de cabezal de impresion localizadas en posiciones sucesivas a lo largo del eje de traslacion). Por ejemplo, y sin que sea limitante, si se aplican grupos o unidades de cabezal de impresion consecutivos a las composiciones de objetos que pueden mezclarse entre sf y producir resultados no deseables se necesita una estacion de curado entre estos dos grupos o unidades de cabezal de impresion consecutivos. En otro ejemplo, determinadas unidades de cabezal de impresion o las unidades de cabezal de impresion de determinados grupos estan configuradas para inyectar una composicion que necesita un determinado tipo de imprimacion antes de su aplicacion sobre la superficie del objeto. En este caso, es necesario colocar una estacion de imprimacion antes de las determinadas unidades de cabezal de impresion o los determinados grupos.

En el ejemplo no limitante de la figura 9B, una estacion 206 de curado/secado y/o de imprimacion/pretratamiento esta localizada entre los grupos 102 y 104 (o las unidades 102a y 104a de cabezal de impresion), y una estacion 208 de curado/secado y/o de imprimacion/pretratamiento esta localizada entre los grupos 104 y 106 (o las unidades 104a y 106a de cabezal de impresion), y una estacion 210 de curado/secado y/o de imprimacion/pretratamiento esta localizada entre los grupos 106 y 108 (o las unidades 106a y 108a de cabezal de impresion).

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Haciendo referencia ahora a la figura 9C, un dibujo esquematico ejemplifica algunas realizaciones en las que una pluralidad de estaciones de curado/secado/imprimacion/pretratamiento estan colocadas una tras otra a lo largo del eje de traslacion. En este ejemplo no limitante, las estaciones 212, 214, 216, 218, 219 de

curado/secado/imprimacion/pretratamiento estan localizadas por debajo del objeto 101, mientras que los grupos de cabezal de impresion (o las unidades de cabezal de impresion individuales) estan localizados por encima del objeto 101. De esta manera, puede realizarse simultaneamente la impresion y el curado/secado/imprimacion/pretratamiento. Opcionalmente, las estaciones 212, 214, 216, 218, 219 pueden ser parte de una sola estacion larga que tiene una pluralidad de elementos de impresion. Esto es ventajoso ya que crea un curado/secado/imprimacion/pretratamiento de cada capa impresa en cada ciclo.

Haciendo referencia ahora a la figura 9D, un dibujo esquematico ejemplifica algunas realizaciones en las que al menos una unidad de curado/secado y/o de imprimacion/pretratamiento es parte de un grupo de unidades de cabezal de impresion. En este ejemplo no limitante, el grupo 170 incluye unas unidades 170a y 170c de cabezal de impresion y unas unidades 170b y 170d de curado/secado y/o de imprimacion/pretratamiento. Esto permite que el curado/secado y/o la imprimacion/pretratamiento se realicen antes, durante o despues de la impresion por las unidades de cabezal de impresion individuales.

En algunas realizaciones mostradas en las figuras 9A a 9D pueden usarse ventajosamente tintas de auto-fijacion en las unidades 35 de cabezal de impresion. Dichas tintas de auto-fijacion estan habitualmente configuradas para fijarse instantaneamente despues de inyectarse desde los elementos de impresion del cabezal de impresion tras alcanzar la superficie del objeto. En consecuencia, dichas posibles realizaciones que emplean tintas de auto-fijacion pueden utilizar una zona de curado al final del procedimiento de impresion. Ademas, en dichas posibles realizaciones en las que se emplea una sola zona de curado al final del procedimiento de impresion se permite disenar conjuntos de cabezales de impresion que tienen longitudes mas cortas y precisiones superiores.

Haciendo referencia ahora a las figuras 10A a 10C, son dibujos esquematicos que ilustran algunas posibles realizaciones en las que las composiciones primera y segunda se inyectan en la misma localizacion de la superficie del objeto por las unidades de cabezal de impresion de los grupos primero y segundo, respectivamente (o por las unidades de cabezal de impresion primera y segunda), con el fin de imprimir la localizacion con una tercera composicion que esta formada por una combinacion de las composiciones primera y segunda.

En la figura 10A, el objeto 101 se mueve en la direccion 220 a lo largo del eje de traslacion, de manera que una determinada region de la superficie del objeto se expone a una unidad de cabezal de impresion de un primer grupo 102 (o a una primera unidad 102a de cabezal de impresion, si el conjunto de cabezales de impresion esta configurado de acuerdo con los ejemplos de la figura 2A o 2B). La unidad de cabezal de impresion inyecta una primera composicion 222 en la region de la superficie del objeto, de acuerdo con una instruccion de la unidad 300 de control. En la figura 10B, el objeto 101 se mueve en la direccion 220 por el sistema 302 transportador, de manera que la region de la superficie del objeto se expone a una unidad de cabezal de impresion de un segundo grupo 104 (o a una segunda unidad 104a de cabezal de impresion). En este punto, la unidad de control ordena al cabezal de impresion del segundo grupo que inyecte una segunda composicion 224 en la region que ha recibido la primera composicion. En la figura 10C las composiciones primera y segunda se combinan y producen una tercera composicion 226. La combinacion de las composiciones primera y segunda puede ser una mezcla o una reaccion qmmica. La mezcla puede ser una mezcla de tinta de dos colores diferentes para generar una tinta deseada de un tercer color.

Esta configuracion es ventajosa en el caso de que la tercera composicion 226 no pueda imprimirse por el sistema de impresion deseado. Por ejemplo, y sin que sea limitante, si la tercera composicion es un solido, la tercera composicion no podra expulsarse en una impresion por chorro de tinta. Las composiciones lfquidas primera y segunda son para combinarse durante el procedimiento de impresion de acuerdo con las tecnicas de las figuras 10A a 10C, si han de suministrarse por las unidades de cabezal de impresion en forma lfquida a la zona objetivo. En la zona objetivo, se producira la combinacion entre los compuestos lfquidos para formar la composicion solida.

Una composicion solida es un ejemplo extremo. De hecho, incluso una composicion lfquida deseada que tenga una viscosidad de fluido por encima de un determinado umbral no podra suministrarse por determinadas unidades de cabezal de impresion (muchas unidades de cabezal de impresion por chorro de tinta, por ejemplo, pueden inyectar lfquidos que tienen una viscosidad entre 10-15 centipoise). Sin embargo, si las composiciones de componentes de la composicion deseada tienen una viscosidad que esta por debajo del umbral de funcionamiento de las unidades de cabezal de impresion, las composiciones de componentes pueden suministrarse por sucesivas unidades de cabezal de impresion y mezclarse en la zona objetivo para formar la composicion deseada mas viscosa.

La combinacion de composiciones descrita en las figuras 10A a 10C puede lograrse mediante una sola unidad 102a de cabezal de impresion que tenga al menos dos elementos 226 y 228 de impresion, como se representa mediante las figuras 11A a 11C. En este ejemplo no limitante, el primer elemento 226 de impresion expulsa la primera composicion 222 en una determinada region de la superficie del objeto 101, y el segundo elemento 228 de impresion expulsa la segunda composicion 224 en la determinada region de la superficie del objeto 101.

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Haciendo referencia ahora a las figuras 12A a 12C, son dibujos esquematicos que ilustran algunas posibles realizaciones en las que las composiciones primera y segunda se inyectan en la misma localizacion de la superficie del objeto por las unidades de impresion primera y segunda del mismo grupo, respectivamente, con el fin de imprimir la localizacion con una tercera composicion que esta formada por una combinacion de las composiciones primera y segunda.

En la figura 12A, una unidad 102a de cabezal de impresion inyecta una primera composicion 222 en una determinada region de la superficie del objeto, de acuerdo con una instruccion de la unidad 300 de control, mientras que el objeto rota en la direccion 230 alrededor del eje de traslacion. En la figura 12B, el objeto 101 se hace rotar en la direccion 230, y la region que ha recibido la primera composicion 222 se lleva a las proximidades de una segunda unidad 102b de cabezal de impresion que pertenece al mismo grupo que la primera unidad 102a de cabezal de impresion. En este punto, la unidad de control ordena a la segunda unidad 102b de cabezal de impresion que inyecte una segunda composicion 224 en la region que ha recibido previamente la primera composicion 222. En la figura 12C, las composiciones primera y segunda se combinan entre sf (por ejemplo, por reaccion qrnmica o mezcla) y producen una tercera composicion 226. Como anteriormente, esta configuracion es ventajosa en caso de que la tercera composicion 226 no pueda imprimirse por el sistema de impresion.

Cabe senalar que, aunque los ejemplos de las figuras 10A-10C, 11A-11C, y 12A-12C se refieren a la impresion de una composicion deseada formada por dos composiciones de componentes, la tecnica de las figuras 10A-10C 11A- 11C y 12A-12C, tambien puede usarse para formar una composicion deseada combinando tres o mas composiciones de componentes.

Haciendo referencia ahora a las figuras 13A y 13B, son dibujos esquematicos que ejemplifican posibles realizaciones en las que las unidades de impresion que pertenecen a diferentes grupos se localizan en la misma posicion alrededor del eje de traslacion, y se organizan en barras/columnas. En la figura 13A se muestra una vista en perspectiva del conjunto de cabezales de impresion. En la figura 13B, se muestra una vista lateral del conjunto de cabezales de impresion.

Como se ha explicado anteriormente, las unidades 102a, 102b, y 102c de cabezal de impresion pertenecen a un primer grupo, las unidades 104a, 104b, y 104c de cabezal de impresion pertenecen a un segundo grupo, y las unidades 106a, 106b, y 106c de cabezal de impresion pertenecen a un tercer grupo. En el ejemplo de las figuras 13A y 13B, las unidades 102a, 104a, y 106a de cabezal de impresion estan localizadas en una primera coordenada angular alrededor del eje de traslacion. De manera similar, las unidades 102b, 104b y 106b de cabezal de impresion estan localizadas en una segunda coordenada angular alrededor del eje de traslacion. Ademas, las unidades 102c, 104c, y 106c de cabezal de impresion estan localizadas en una tercera coordenada angular alrededor del eje de traslacion. Las unidades 102a, 104a, y 106a de cabezal de impresion forman una columna sustancialmente paralela al eje de traslacion (como lo hacen las unidades 102b, 104b y 106b de cabezal de impresion y las unidades 102c, 104c, y 106c de cabezal de impresion).

En cada columna, los cabezales de impresion se unen entre sf y forman barras. La localizacion de las unidades de cabezal de impresion durante la impresion es fundamental para lograr una impresion satisfactoria. Las unidades de cabezal de impresion deben alinearse entre sf a lo largo de eje de traslacion con una alta precision para una impresion de alta resolucion. Por lo tanto, la alineacion de las unidades de cabezal de impresion unas con respecto a otras es una parte importante del procedimiento de impresion. La ventaja de tener los cabezales de impresion dispuestos en barras/columnas radica en el hecho de que en lugar de ajustar una posicion de cada cabezal de impresion individualmente antes de la impresion, se ajustan las posiciones de las barras/columnas a lo largo del eje de traslacion. Mediante el ajuste de la posicion de cada barra/columna, se ajusta la posicion de una pluralidad de unidades de cabezal de impresion que constituyen la barra/columna. Por lo tanto, una vez que se elige la posicion de la primera barra/columna, todas las otras barras/columnas deben simplemente alinearse con la primera barra/columna. Esto permite un ajuste preciso y rapido de la localizacion de los cabezales de impresion antes de la impresion.

Aunque las subsiguientes unidades de cabezal de impresion de cualquier barra de las figuras 13A y 13B se muestran unidas entre sf, este no es necesariamente el caso. De hecho, una barra/columna puede incluir al menos dos unidades de cabezal de impresion subsiguientes colocadas con el fin de definir entre las mismas un espacio vacfo.

Haciendo referencia ahora a la figura 14, es un diagrama de bloques que ilustra una realizacion del sistema 200 en el que una unidad 300 de control controla el transportador y el conjunto de cabezales de impresion de acuerdo con uno o mas tipos de datos de entrada.

El sistema 200 en este ejemplo no limitante incluye una unidad 300 de control, un sistema 302 transportador, y un conjunto 100 de cabezales de impresion, habiendose descrito todos ellos anteriormente en el presente documento. El conjunto 100 de cabezales de impresion puede incluir o no una o mas unidades o estaciones de imprimacion 204 y/o de curado 202, como se ha descrito anteriormente en el presente documento. Opcionalmente, el sistema 200 incluye una unidad 306 de carga/descarga configurada para cargar el o los objetos en el sistema 302 transportador y descargar el o los objetos del sistema 302 transportador una vez que se ha completado la impresion (y,

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opcionalmente, el curado/secado y/o la imprimacion/pretratamiento). La unidad 300 de control opera el sistema 302 transportador, el conjunto 100 de cabezales de impresion, y el dispositivo 306 de carga/descarga (si esta presente), para crear una secuencia deseada de operaciones de estos elementos (patron de impresion), con el fin de producir una imagen impresa en el objeto 101.

Opcionalmente, la secuencia de operaciones se transmite a la unidad 300 de control desde una fuente externa como datos 308 de entrada. La fuente externa puede ser un ordenador, que calcula una secuencia adecuada de operaciones basandose en las propiedades (por ejemplo, colores, tamano, etc.) de una imagen que va a imprimirse en el objeto. En una variante, la unidad 300 de control incluye un procesador 302a configurado para procesar la imagen y determinar la secuencia deseada de operaciones. En este caso, los datos 308 de entrada son datos indicativos de la imagen a imprimir, que el procesador 302a utiliza para determinar la secuencia de operaciones.

En una variante, el sistema 200 incluye un sensor 310 de distancia y un sensor 312 de alineacion. El sensor 310 de distancia esta configurado para detectar la distancia entre al menos una unidad de cabezal de impresion y la superficie del objeto. El sensor 312 de alineacion esta configurado para determinar si las unidades de cabezal de impresion (o las barras/columnas de tales unidades, si estan presentes) se alinean correctamente entre sf a lo largo de eje de traslacion y/o alrededor del eje de traslacion.

La unidad 300 de control recibe datos del sensor 310 de distancia y el sensor 312 de alineacion con el fin de determinar si las unidades de cabezal de impresion estan en sus posiciones correctas, y determina si moverlas o no. En una variante, la unidad 300 de control ordena a las unidades de cabezal de impresion que se muevan a sus posiciones asignadas antes de que comience la impresion (perpendicularmente al eje de traslacion de acuerdo con los datos procedentes del sensor 310 de distancia, y/o a lo largo y/o alrededor del eje de traslacion de acuerdo con los datos procedentes del sensor 312 de alineacion). En otra variante, la unidad 300 de control ordena a las unidades de cabezal de impresion que se muevan a sus posiciones asignadas durante la impresion (por ejemplo, si la forma de seccion transversal del objeto vana a lo largo de la longitud del objeto o de la seccion transversal del objeto no es circular, como se ha explicado anteriormente).

El sensor 310 de distancia y el sensor 312 de alineacion pueden operar emitiendo radiacion (por ejemplo, electromagnetica, optica, acustica) hacia un objetivo y recibiendo la radiacion reflejada/dispersada por el objetivo. Una propiedad de la radiacion recibida (porejemplo, periodo de tiempo despues de la emision, fase, intensidad, etc.) se analiza con el fin de determinar la distancia entre el sensor y el objetivo.

De acuerdo con una primera variante, se monta un elemento de sensor de distancia en al menos una de las unidades de cabezal de impresion y se configura para emitir radiacion hacia, y recibir radiacion de, el objeto. De acuerdo con una segunda variante, el sensor de distancia es un elemento externo que determina la posicion de una unidad de cabezal de impresion y de la superficie del objeto, y calcula la distancia entre las mismas.

De manera similar, en una variante, un elemento del sensor 312 de alineacion se monta en una unidad de cabezal de impresion y se configura para emitir radiacion a, y recibir radiacion de, otra unidad de cabezal de impresion. En otra variante, el sensor 312 de alineacion incluye un elemento externo configurado para determinar la posicion de dos unidades de cabezal de impresion (o barras/columnas de dichas unidades) y calcular la distancia entre las mismas.

En algunas realizaciones de la presente invencion, el sensor de distancia y el sensor de alineacion no estan presentes, y se requiere un procedimiento de calibracion antes de la impresion. En el procedimiento de calibracion, las unidades de cabezal de impresion del conjunto 100 se mueven a sus posiciones antes de la impresion, y se realiza una impresion de prueba. La imagen impresa en la impresion de prueba se analiza o bien por un usuario o por un ordenador (por ejemplo, un ordenador externo o la propia unidad de control), y las posiciones de las unidades de cabezal de impresion se ajustan en consecuencia, o bien manualmente o automaticamente. Una vez que ha finalizado este procedimiento de calibracion, puede tener lugar la impresion de uno o mas objetos.

Las figuras 15 a 21 muestran un sistema 17 de impresion de acuerdo con algunas posibles realizaciones. En general, el sistema 17 de impresion mostrado en las figuras 15 a 21 esta configurado para mantener y manejar una alimentacion continua de objetos 101 (tambien denominados en el presente documento corriente de objetos) a imprimir, mientras que mantiene un hueco mmimo (por ejemplo, de aproximadamente 2 mm a 100 mm) entre los objetos 101 adyacentes.

Haciendo referencia a la figura 15, en este ejemplo no limitante el sistema 17 de impresion comprende, en general, el carril 10 de bucle cerrado y el conjunto 100 de cabezales de impresion montado en la zona 12z de impresion del carril 10 en el sistema 27 elevador. Otras partes del sistema de impresion (por ejemplo, la unidad de imprimacion, la unidad de curado, etc.) no se muestran en aras de la simplicidad. El carril 10 es, en general, un carril circular; en este ejemplo no limitante tiene una forma sustancialmente elfptica. El carril 10 puede implementarse por una plataforma 10p en forma de anillo elfptico que comprende una o mas pistas 10r que tienen, cada una de las mismas, una pluralidad de placas 22 de deslizamiento montadas en las mismas y configuradas para un movimiento deslizante sobre las mismas. Al menos dos placas 22 de deslizamiento, cada una montada en una pista 10r diferente, se alinean radialmente en relacion con el carril 10 para recibir una plataforma 37 desmontable e

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implementar un carro Ci configurado para retener una pluralidad de objetos 101 a imprimir, y hacerlos avanzar hacia la zona 12z de impresion. En este ejemplo no limitante, el carril 10 comprende dos pistas 10r y las placas 22 de deslizamiento montadas de manera deslizante en las pistas 22 estan dispuestas en parejas, pudiendo cada placa de deslizamiento de cada par de placas de deslizamiento montarse de manera deslizante en una pista 22 diferente, de tal manera que se construye una pluralidad de carros Ci, C2, C3,..., deslizables uniendo una plataforma 37 desmontable a cada uno de dichos pares de placas 22 de deslizamiento.

La implementacion de un carril 10 elfptico puede llevarse a cabo usando rafles rectos conectados a rafles curvos para lograr el movimiento sin interrupciones continuo deseado en la pista elfptica. En consecuencia, las placas 22 de deslizamiento pueden estar configuradas para que puedan pasar con suavidad por las secciones curvas del carril 10. Las zonas 12z de impresion del carril 10 se localizan, preferentemente, en partes sustancialmente rectas del carril 10 elfptico con el fin de disenar zonas de impresion que permitan una alta precision, que es diffcil de lograr en las partes curvas del carril 10. En algunas realizaciones, las pistas en forma de curva tienen unas correderas con una tolerancia del sistema de rodamiento integrado para permitir la rotacion requerida por las partes no lineales/curvas de la pista. Habitualmente, estas tolerancias superan el error total permisible para la zona 12z de impresion lineal. En la zona 12z de impresion lineal, los errores tolerables permitidos estan en el intervalo de unos pocos micrometros, debido a los requisitos de alta resolucion para una resolucion superior a 1000 dpi para altas calidades/resoluciones de imagen. Para estas altas resoluciones se requieren 25 micrometros entre las lmeas de puntos, lo que significa que se requiere una precision de puntos de aproximadamente ± 5 micrometros con el fin de que las placas de deslizamiento pasen por la zona 12z de impresion con un error de balance de impresion acumulado en el eje X, Y, Z que no supere el error de posicion de colocacion de puntos tolerable de ± 5 micrometros requerido.

El conjunto 100 de cabezales de impresion comprende una matriz de unidades 35 de cabezal de impresion unidas de manera desmontable a una placa 30 de matriz y alineadas en el mismo con respecto a las pistas 10r del carril 10. La placa 30 de matriz esta unida al sistema 27 elevador que esta configurado para ajustar la altura de los elementos de impresion de las unidades 35 de cabezal de impresion de acuerdo con las dimensiones de los objetos 101 retenidos por los carros C1, C2, C3,..., que se acercan a la zona 12z de impresion.

Haciendo referencia ahora a las figuras 16A y 16B, la matriz de unidades 35 de cabezal de impresion del conjunto

100 de cabezales de impresion puede comprender una pluralidad de sub-matrices R1, R2, R3 de las unidades 35

de cabezal de impresion, estando cada una de dichas sub-matrices R1, R2, R3 configurada para definir una ruta

T1, T2, T3 de impresion respectiva en la zona 12z de impresion. Como se ilustra en las figuras 16A y 16B, la rutas

T1, T2, T3 de impresion se definen a lo largo de un eje 38 de impresion que esta sustancialmente alineado, por

ejemplo, con una de las pistas 10r del carril 10. De esta manera, los objetos 101 movidos a lo largo de una ruta Tj (j = 1, 2, 3,...) de impresion se hacen pasar por debajo de los elementos 130 de impresion de los cabezales de impresion de la sub-matriz Rj respectiva.

Cada carro Ci que se carga sobre el carril 10 en una zona 306l de carga con una pluralidad de objetos 101 se hace avanzar a traves de las diversas etapas del sistema 17 de impresion (por ejemplo, imprimacion 204, impresion 12z, curado 202 e inspeccion 16) y, a continuacion, se retira del carril 10 en una zona 306u de descarga, formando de este modo una corriente continua de objetos 101 que entran en el carril y que salen del mismo despues de imprimirse, sin interferir en el movimiento de los diversos carros Ci. De esta manera, el carril 10 de bucle cerrado proporciona una alimentacion continua de carros C1, C2, C3,..., cargados con objetos 101 en la zona 12z de impresion, y un control independiente sobre la posicion y la velocidad de cada carro Ci (i = 1, 2, 3,...) mantiene un hueco mmimo (por ejemplo, de aproximadamente 1 cm) entre los carros Ci adyacentes en la zona 12z de impresion.

En este ejemplo no limitante, el conjunto 100 de cabezales de impresion comprende diez sub-matrices Rj (j = 1, 2, 3,...,10) de unidades 35 de cabezal de impresion, comprendiendo cada sub-matriz Rj dos columnas, Rja y Rjb (j = 1, 2, 3,...,10), de unidades 35 de cabezal de impresion. Las unidades 35 de cabezal de impresion en las columnas Rja y Rjb de cada sub-matriz Rj pueden estar inclinadas con respecto a la placa 30 de matriz, de tal manera que los elementos 130 de impresion de las unidades de cabezal de impresion de una columna Rja se localizan adyacentes a los elementos 130 de impresion de las unidades de cabezal de impresion de otra columna de la columna de sub- matriz Rjb. Por ejemplo, y sin que sea limitante, el angulo a entre dos unidades Rja y Rjb de cabezal de impresion adyacentes en una sub-matriz Rj puede ser, en general, de aproximadamente 0° a 180°, dependiendo del numero de unidades de cabezal de impresion usadas. El sistema 27 de elevador esta configurado para ajustar la elevacion de las unidades 35 de cabezal de impresion de acuerdo con las dimensiones geometricas de los objetos 101, por ejemplo, del diametro. Por ejemplo, en algunas posibles realizaciones el conjunto 100 de cabezales de impresion esta configurado de tal manera que, para objetos cilmdricos que tienen un diametro de aproximadamente 50 mm, los cabezales 35 de impresion son sustancialmente perpendiculares a una tangente en los puntos de la superficie del objeto bajo los elementos 130 de impresion de dichos cabezales 35 de impresion. Para objetos cilmdricos que tienen un diametro de aproximadamente 25 mm, los angulos entre los cabezales de impresion se mantienen en aproximadamente 73 grados y no se conserva la tangente, lo que en efecto da como resultado un pequeno hueco entre los elementos 130 de impresion de los cabezales 35 de impresion y la superficie de los objetos localizados por debajo de los mismos. La formacion de este hueco puede compensarse programando cuidadosamente el tiempo de cada descarga de tinta a traves de los elementos 130 de impresion de acuerdo con la velocidad angular y/o lineal del objeto y el tamano de hueco formado entre los elementos 130 de impresion y la superficie de los objetos 101.

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La distribucion angular de los cabezales de impresion es ventajosa ya que acorta la ruta de impresion (por ejemplo, en aproximadamente un 50 %), densificando el numero de boquillas por area, y da como resultado el acortamiento de la zona 12z de impresion (que es muy preciso), conduciendo de este modo a una longitud de pista total que se acorta sustancialmente.

La figura 17 ilustra una estructura de un carro Ci de acuerdo con algunas posibles realizaciones. En este ejemplo no limitante el carro Ci comprende una disposicion de mandriles 33 rotatorios montados de manera espaciada a lo largo de una longitud del carro Ci. Mas espedficamente, los mandriles 33 rotatorios estan dispuestos para formar dos filas alineadas, r1 y r2, de mandriles 33 rotatorios, estando cada par de mandriles 33a y 33b adyacentes pertenecientes a diferentes filas acoplados mecanicamente a una polea 33p comun montada de manera rotatoria en un miembro 37s de soporte unido verticalmente a lo largo de una longitud de la plataforma 37 desmontable. Los mandriles 33a y 33b de cada par de mandriles 33 adyacentes pertenecientes a diferentes filas r1 y r2 estan acoplados mecanicamente a un solo arbol rotatorio, que se hace rotar por una correa 33q.

En algunas realizaciones, la misma correa 33q se usa para hacer rotar simultaneamente todas las poleas 33p de la disposicion de mandriles rotatorios, de tal manera que todos los mandriles 33 pueden hacerse rotar de manera controlada simultaneamente a la misma velocidad, o las mismas posiciones, y direccion cada vez que el carro Ci entra en cualquiera de las etapas de imprimacion, impresion, y/o curado, del sistema 17 de impresion. Un hueco entre los pares de mandriles 33a y 33b adyacentes pertenecientes a diferentes filas r1 y r2 de mandriles puede establecerse, por ejemplo, en un valor mmimo deseable de aproximadamente 30 mm. Puede obtenerse una eficiencia considerable manteniendo adecuadamente un pequeno hueco entre los carros (por ejemplo, aproximadamente 1 cm) localizados adyacentes en el carril 10, y estableciendo el hueco entre los pares de mandriles 33a y 33b pertenecientes a las diferentes filas r1 y r2 (por ejemplo, aproximadamente de 30 mm, lo que da como resultado una eficiencia que puede ser superior al 85 %).

Con el fin de manejar los multiples mandriles 33 de cada carro Ci y obtener un alto rendimiento de impresion, en algunas realizaciones todos los mandriles se hacen rotar con una tolerancia de precision de velocidad inferior al 0,5 % empleando una sola unidad motriz (no mostrada). En consecuencia, cada carro Ci puede estar equipado con un solo accionador y motor de rotacion (no mostrado), donde el arbol de motor acciona todos los mandriles 33 usando la misma correa 33q. En algunas realizaciones, la velocidad de la rotacion del mandril 33 se monitoriza usando un solo codificador rotatorio (no mostrado) configurado para monitorizar las rotaciones de una de las poleas 33p. En este ejemplo no limitante, cada fila (r1 o r2) de los mandriles 33 incluye diez poleas 33p, estando cada polea configurada para hacer rotar dos mandriles 33a y 33b adyacentes, pertenecientes cada uno a una fila r1 y r2 diferente, de tal manera que la correa 33q hace rotar simultaneamente las diez poleas y, en consecuencia, todos los veinte mandriles 33 del carro Ci se hacen rotar simultaneamente de este modo a la misma velocidad y direccion.

La figura 18 muestra el acoplamiento del carro Ci al carril 10 de acuerdo con algunas posibles realizaciones. Cada placa 22 de deslizamiento en este ejemplo no limitante comprende cuatro ruedas 22w horizontales, donde dos pares de ruedas 22w se montan en cada lado de la placa 22 de deslizamiento y cada par de ruedas 22w se presionan en los canales laterales 22c formados a lo largo de los lados de la pista 10r. El carril 10 puede incluir ademas una pluralidad de elementos 10m magneticos montados a lo largo del mismo formando una pista magnetica (elemento de motor secundario) para un motor lineal instalado en los carros Ci. Una unidad 29 de bobina de motor lineal (elemento de motor de fuerza/primario) montada en el lado inferior de cada plataforma 37 desmontable y que recibe alimentacion electrica de una fuente de alimentacion del carro (por ejemplo, batenas, carga inductiva, y/o cable flexible) se usa para movilizar el carro a lo largo del carril. Una unidad 23r de codificador unida al lado inferior del carro Ci se usa para proporcionar una senal de posicionamiento de carro en tiempo real a la unidad controladora del carro. Por lo tanto, cada carro Ci comprende al menos una bobina de motor lineal y al menos un codificador con el fin de permitir que la unidad 300 de control realice correcciones a la colocacion del carro Ci. De esta manera, puede realizarse el accionamiento de motor lineal de los carros Ci a la vez que se logra una alta precision de la posicion del movimiento de carro, sobre las areas lineales y curvas del carril 10.

Por ejemplo, y sin que sea limitante, la pista 10m magnetica usada para los motores lineales puede organizarse en lmeas rectas a lo largo de las partes rectas del carril 10, y con un pequeno hueco angular en la parte curva del carril 10. En algunas realizaciones, este pequeno hueco angular se soporta por un algoritmo de firmware especial dispuesto en el accionador de motor para proporcionar unos movimientos de carro precisos. El carril puede incluir ademas un canal 23 de codificador que comprende una escala 23t codificada legible en un lado lateral del canal 23. La escala 23t de codificador se coloca, preferentemente, alrededor de todo el carril 10 elfptico, y la unidad 23r de codificador unida al lado inferior de cada carro Ci se introduce en el canal 23 de codificador para permitir la monitorizacion en tiempo real del movimiento de carro a lo largo del carril 10.

La codificacion de alta resolucion permite el cierre de los bucles de posicion con una precision de aproximadamente 1 micrometro. Por ejemplo, y sin que sea limitante, la precision mejorada puede usarse para proporcionar una precision de localizacion de carro de aproximadamente 5 micrometres, valores de tiempo en posicion inferiores a 50 ms en la zona 12z de impresion, y una precision de velocidad inferior a un 0,5 %.

La figura 19 ilustra esquematicamente una impresion simultanea por el conjunto 100 de cabezales de impresion sobre las superficies de una pluralidad de objetos 101 transportados por tres carros C1, C2 y C3 diferentes. Con el fin

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de facilitar altas resoluciones de impresion, el movimiento de los carros Ci en la zona 12z de impresion debe llevarse a cabo con una precision muy alta. Con este fin, en algunas realizaciones, se instala una varilla 44 lineal (de aproximadamente 25 micrometros por metro) de alta precision a lo largo de la zona 12z de impresion, y cada carro Ci esta equipado con al menos dos correderas 28 de rodamiento abiertas que llegan a acoplarse con la varilla 44 lineal tras entrar en la zona 12z de impresion. Con el fin de facilitar la recepcion de la varilla 44 lineal dentro de las correderas 28 de rodamiento, en algunas realizaciones la varilla 44 lineal esta equipada con unas secciones 44t de extremo que se ahusan configuradas para una insercion suave de la varilla 44 en la abertura 28b (mostradas en la figura 18) de las correderas 28 de rodamiento. Una combinacion de control de carro individual (accionador y codificador en cada carro) permite el reconocimiento de la posicion exacta de la seccion 44t de entrada que se ahusa para permitir que el carro Ci realice un deslizamiento lento y suave del rodamiento 28 sobre la varilla 44, evitando de este modo un dano directo a los rodamientos 28 y a la varilla 44. El acoplamiento del carro a la varilla 44 lineal esta soportado por un firmware especial en el controlador del carro y/o en el accionador de motor.

La figura 20 proporciona una vista mas cercana de la disposicion de mandril dispuesta en los carros Ci. En algunas realizaciones, los mandriles 33 estan configurados para facilitar que el sistema ajuste el diametro del mandril con el fin de permitir una union firme a los objetos 101 que tienen diferentes diametros y longitudes (es dear, utilizando un solo tipo de mandril y sin requerir la sustitucion del mandril que se usa habitualmente en la industria). Con este fin, cada mandril 33 puede construirse a partir de una pluralidad de superficies 41a alargadas, donde las superficies 41a alargadas de cada mandril 33 se conectan a un mecanismo 41v de nivelacion configurado para influir en el movimiento radial de las superficies 41a alargadas con respecto al eje de rotacion del mandril 33. El mecanismo 41v de nivelacion puede emplear un resorte 41s de tension configurado para facilitar el ajuste controlable de la longitud de un arbol 41r central del mandril 33, de tal manera que el alargamiento o el acortamiento de la longitud del arbol 41r central provocan un movimiento radial hacia dentro (es dear, un aumento del diametro del mandril) o hacia fuera (es dedr, una disminucion del diametro del mandril) respectivo de las superficies 41a alargadas del mandril 33. Por ejemplo, y sin que sea limitante, el ajuste del diametro externo de un mandril de 25 mm para que encaje en un objeto 101 que tiene un diametro interior de 50 mm. Este tipo de ajuste es necesario cuando se introducen diferentes lotes de objetos 101 en el sistema de impresion (por ejemplo, desde una lmea de produccion) y el tiempo de configuracion necesario para cambiar los mandriles a lo largo de la lmea esta afectando a la eficiencia de produccion. En consecuencia, la eficiencia de produccion puede mejorarse significativamente usando la configuracion de mandril ajustable de la presente invencion, ya que las dimensiones/tamano de todos los mandriles se controlan digitalmente por la unidad de control para encajar en objetos de diferentes tamanos/dimensiones.

En algunas realizaciones, las longitudes de los mandriles 33 tambien pueden ajustarse de manera controlada de acuerdo con las dimensiones geometricas de los objetos 101. Por ejemplo, y sin que sea limitante, cada mandril 33 puede estar configurado para inflarse por la presion de precarga aplicada sobre el mismo, y detenerse al alcanzar la longitud del mandril 33, es dedr, cuando el alargamiento del arbol 41r central alcanza la longitud del espacio interior del objeto 101. El mecanismo de alargamiento de mandril puede desinflarse aplicando una presion mas alta que la precarga con fines de carga/descarga. En consecuencia, cada carro puede estar configurado para inflar/desinflar 20 de manera controlada los mandriles 33 usando una sola unidad activada por presion. Sin embargo, no se requiere necesariamente un ajuste de longitud de mandril, debido a que la impresion digital habitualmente no requiere un contacto completo con la superficie del objeto 101 a imprimir. En consecuencia, en la mayona de los casos sera suficiente proporcionar un soporte mecanico por los mandriles 33 sobre una longitud parcial de los objetos 101.

Las figuras 21A a 21C muestran posibles esquemas de control que pueden usarse en el sistema 17 de impresion. Una de las tareas de la unidad 300 de control es sincronizar las senales de inyeccion de datos de cabezales de impresion de cada mandril en el conjunto 100 de cabezales de impresion (ejemplificado en la figura 21B) o ajustar la velocidad del carro para alinearlo con un estricto control realizado por el controlador/accionador en cada carro Ci, con el fin de ajustar una senal virtual para todas las unidades de cabezal de impresion y el movimiento y/o rotacion de los carros (mostrado en la figura 21C). Con este fin, la unidad 300 de control esta configurada para sincronizar los datos de inyeccion de tinta suministrados a los cabezales de impresion de acuerdo con la posicion de cada carro Ci en la zona 12z de impresion, mientras que, simultaneamente, se hacen avanzar multiples carros Ci dentro de la zona de impresion y se hacen rotar sus mandriles 33 en virtud de sus matrices de cabezal de impresion. La figura 21A muestra un esquema de control general util en el sistema 17 de impresion, en el que la unidad 300 de control esta configurada para comunicarse con cada uno de los carros Ci para recibir sus datos de posicion de carro y sus datos de posicion angular de mandril (la orientacion, es dedr, usando el codificador de rotacion), y generar los datos 56d de inyeccion de tinta suministrados al conjunto 100 de cabezales de impresion para operar cada uno de los cabezales 35 de impresion que tiene objetos 101 localizados debajo de sus boquillas.

La figura 21A demuestra posibles enfoques para la comunicacion entre la unidad 300 de control y los carros Ci. Un posible enfoque es establecer una conexion en serie entre la pluralidad de carros Ci en movimiento en el carril 10, por ejemplo, usando un cable flexible (no mostrado) para conectar electricamente (y neumaticamente) cada par de carros consecutivos Ci en el carril 10. En este enfoque, el suministro electrico, los datos de posicion y otros datos de movimiento y de control del carro/mandril se transfieren en serie a lo largo de la conexion en serie de los carros Ci. La comunicacion de datos a traves de dicha conectividad de comunicacion en serie puede realizarse, por ejemplo, usando cualquier protocolo de comunicacion en serie adecuado (por ejemplo, Ethercat, Etheret y similares). En posibles realizaciones, la conexion electrica entre el carro Ci y la unidad 300 de control puede establecerse usando un anillo rozante electrico y/o de manera inalambrica (por ejemplo, Bluetooth, IR, RF, y similares para la

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comunicacion de datos y/o un esquema de fuente de alimentacion inalambrica tal como una carga inductiva).

Un enfoque alternativo puede ser establecer una conexion directa, tambien denominada conexion en estrella (ilustrada por lmeas discontinuas con flechas), entre la unidad 300 de control y las unidades de fuente de alimentacion (no mostradas) y los carros Ci en el carril 10. Dicha conexion directa con los carros Ci puede establecerse usando un anillo rozante electrico y/o de manera inalambrica (por ejemplo, Bluetooth, IR, RF, y similares para la comunicacion de datos y/o un esquema de fuente de alimentacion inalambrica tal como una carga inductiva).

En la unidad 300 de control puede usarse una unidad 56s de conmutacion para llevar a cabo la conmutacion de senales de impresion (senales de mdice y de codificador y otras senales) de cada carro Ci en las unidades 35 de cabezal de impresion respectivas por encima de los carros Ci que atraviesan la zona 12z de impresion. La unidad 56s de conmutacion puede estar configurada para recibir todas las senales de impresion procedentes de todos los carros Ci y conmutar cada una de las senales de impresion recibidas basandose en la posicion de los carros Ci con respecto a los cabezales 35 de impresion pertinentes.

La figura 21A tambien muestra una posible implementacion en la que la unidad 300 de control se coloca en uno de los carros Ci; en este ejemplo no limitante, en el primer carro Ci. Cada carro Ci tambien puede incluir un controlador (no mostrado) configurado para controlar la velocidad del carro a lo largo del carril 10, la rotacion de los mandriles 33, la comunicacion de datos con la unidad 300 de control, y la realizacion de otras tareas y funcionalidades del carro segun se requiera durante las diferentes estaciones (porejemplo, imprimacion, curado, inspeccion, carga, etc.) a lo largo del carril 10. La figura 21A muestra, ademas, un esquema de control a modo de ejemplo util en cada carro Ci para controlar la velocidad del carro. En este esquema de control se usa una unidad 51 de accionador para operar un motor 52 electrico de acuerdo con los datos de control de velocidad recibidos desde la unidad 300 de control, y un codificador 53 acoplado al motor, y/o al elemento de rotacion asociado con el mismo, se usa para adquirir datos indicativos de la velocidad/posicion actual del carro Ci y alimentarlo de nuevo a la unidad de accionador, para establecer de este modo un control local de bucle cerrado.

La unidad 300 de control puede estar configurada para implementar el control independiente del carro Ci que habitualmente requiere la monitorizacion y manejo del movimiento del carro y las velocidades de rotacion del mandril, y opcionalmente tambien la detencion completa del mismo, en diferentes etapas del procedimiento de impresion llevado a cabo a lo largo del carril 10 elfptico (por ejemplo, tratamiento de plasma, UV, inspeccion, impresion, carga/descarga). Por ejemplo, y sin que sea limitante, la unidad 300 de control puede estar configurada para realizar la carga/descarga de una pluralidad de objetos 101 en los mandriles 33 de un carro, hacer avanzar simultaneamente otro carro a alta velocidad a traves de la zona 12z de impresion mientras imprime patrones deseados sobre las superficies exteriores de una pluralidad de objetos 101 transportados por el carro, y al mismo tiempo hacer avanzar y rotar lentamente los mandriles de otro carro mas en virtud de un procedimiento de curado UV. La unidad 300 de control esta configurada ademas para garantizar una alta precision del movimiento del carro y de la rotacion del mandril de los carros Ci que atraviesan la zona 12z de impresion, por ejemplo, para mantener una precision de avance de aproximadamente 5 micrometros para una alta resolucion de impresion de aproximadamente 1200 dpi.

En algunas posibles realizaciones cada vagon esta equipado con dos unidades 51 de accionador, dos motores 52 (es dear, un motor de movimiento de carro lineal y un motor rotatorio de mandril), y uno o mas codificadores 53 de posicion de alta resolucion (es decir, un codificador lineal y un codificador rotatorio) que estan configurados para operar como un sistema de movimiento en tiempo real independiente. Cada uno de los accionadores esta configurado para realizar el movimiento de eje lineal o rotatorio, estando el avance lineal del carro y la rotacion de los mandriles por carro (o por mandril en otros modelos) de acuerdo con un esquema de control general que se optimiza para lograr una alta precision en tiempo real. En consecuencia, cada carro puede efectuar tanto el movimiento lineal como el movimiento rotatorio de los objetos.

Las figuras 21B y 21C son diagramas de bloques que ilustran esquematicamente posibles esquemas de control utiles para lograr la sincronizacion entre los carros Ci y las unidades 35 de cabezal de impresion del conjunto 100 de cabezales de impresion. La figura 21B muestra un enfoque de sincronizacion de senal multiple, en el que los datos de posicion (lineal del carro y/o angular de los mandriles) de cada carro se reciben y se procesan por la unidad 300 de control. La unidad 300 de control procesa los datos de posicion, determina con precision que carro Ci se localiza debajo de cada unidad 35 de cabezal de impresion y, en consecuencia, genera senales de control para la activacion de las unidades 35 de cabezal de impresion. Las senales de control se entregan al conjunto 100 de cabezales de impresion a traves de un mecanismo 55 de anillo rozante electrico (o cualquier otra grna de cable rotatoria adecuada). En esta configuracion, cada carro Ci se controla de manera independiente con respecto a su velocidad y posicion en el carril 10.

La figura 21B muestra otro enfoque que emplea una sola senal de sincronizacion virtual que sincroniza las rotaciones, velocidad y posicion de mandril, de todos los carros Ci con las unidades 35 de cabezal de impresion del conjunto 100 de cabezales de impresion. En esta realizacion, la unidad 300 de control esta configurada para proporcionar un pulso virtual a los carros Ci que reciben el pulso virtual y, a continuacion, se alinean en consecuencia. Una vez alineados con el pulso virtual, se logra la sincronizacion entre la rotacion deseada y

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requerida. En virtud de dicha sincronizacion, el controlador puede usar la senal virtual para iniciar la expulsion y la impresion de unidades de cabezal de impresion.

En una posible realizacion, el mecanismo 55 de anillo rozante electrico se instala en el centro del carril 10 elfptico, y los carros Ci se unen electricamente al conjunto de cabezales de impresion a traves de unos cables flexibles (que estan entre los carros) acoplados electricamente al mecanismo 55 de anillo rozante electrico. El mecanismo 55 de anillo rozante electrico puede estar configurado para transferir las senales desde los carros Ci a la unidad 56s de conmutacion de la unidad 300 de control, que genera senales de control para operar los cabezales 35 de impresion para imprimir sobre los objetos retenidos por los carros Ci respectivos que atraviesan la zona 12z de impresion. En otros posibles escenarios, los carros Ci en la zona 12z de impresion se sincronizan con un pulso virtual para crear un pulso de disparo sincronizado con las unidades 35 de cabezal de impresion y de este modo permitir la impresion de un unico cabezal de impresion en una pluralidad de diferentes tubos transportados por diferentes carros Ci al mismo tiempo.

Con este diseno el sistema de impresion es capaz de mantener una alta eficiencia de utilizacion de cabezales de impresion en casos en los que la longitud de los objetos 101 es mayor que la longitud de un cabezal de impresion, y mantener una alta eficiencia de impresion en casos en los que un unico cabezal de impresion se imprime simultaneamente en dos objetos 101 diferentes. Los cabezales 35 de impresion pueden organizarse para formar una forma de tunel impresion 3D.

La implementacion de los sistemas de impresion basados en las tecnicas descritas en el presente documento puede disenarse para alcanzar altos rendimientos que van, por ejemplo, y sin que sea limitante, de 5.000 a 50.000 objetos por hora. En algunas realizaciones, la capacidad de imprimir simultaneamente sobre una pluralidad de objetos que atraviesan la zona de impresion por el cabezal de impresion puede producir la utilizacion de mas del 80 % (eficiencia) de los cabezales de impresion.

Las funciones del sistema de impresion descrito anteriormente en el presente documento pueden controlarse a traves de instrucciones ejecutadas por un sistema de control basado en ordenador. Un sistema de control adecuado para su uso con las realizaciones descritas anteriormente en el presente documento puede incluir, por ejemplo, uno o mas procesadores 302a conectados a un bus de comunicacion, una o mas memorias 56m volatiles (por ejemplo, la memoria de acceso aleatorio-RAM) o memorias no volatiles (por ejemplo, la memoria flash). Puede usarse una memoria secundaria (por ejemplo, una unidad de disco duro, una unidad de almacenamiento extrafble, y/o un chip de memoria extrafble, tal como una EPROM, PROM o memoria flash) para almacenar datos, programas informaticos u otras instrucciones, que se cargan en el sistema informatico.

Por ejemplo, los programas informaticos (porejemplo, la logica de control por ordenador) pueden cargarse desde la memoria secundaria en una memoria principal para su ejecucion por uno o mas procesadores del sistema de control. Alternativa o adicionalmente, los programas informaticos pueden recibirse a traves de una interfaz de comunicacion. Tales programas informaticos, cuando se ejecutan, permiten que el sistema informatico realice determinadas caractensticas de la presente invencion como se analiza en el presente documento. En particular, los programas informaticos, cuando se ejecutan, permiten que un procesador de control realice y/o provoque la ejecucion de las caractensticas de la presente invencion. En consecuencia, dichos programas informaticos pueden implementar controladores del sistema informatico.

Como se ha descrito anteriormente y se muestra en las figuras asociadas, la presente invencion proporciona un sistema de impresion para la impresion simultanea sobre una pluralidad de objetos que fluyen sucesivamente a traves de una zona de impresion, y unos procedimientos relacionados. Aunque se han descrito realizaciones espedficas de la invencion, se entendera, sin embargo, que la invencion no se limita a las mismas, ya que pueden hacerse modificaciones por los expertos en la materia, especialmente a la luz de las ensenanzas anteriores. Como se apreciara por los expertos en la materia, la invencion puede llevarse a cabo en una gran variedad de formas, empleando mas de una tecnica de las descritas anteriormente, todo ello sin sobrepasar el ambito de la invencion.

Claims (16)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un sistema de impresion para imprimir sobre las superficies exteriores de objetos (101), comprendiendo el sistema un sistema (302) transportador configurado para mover los objetos (101) a lo largo de un carril (10) de bucle cerrado, y uno o mas conjuntos (100) de cabezales de impresion para imprimir sobre dichos objetos (101), estando el sistema caracterizado porque:

   el conjunto (100) de cabezales de impresion comprende al menos dos matrices (R) de unidades (35) de cabezal de impresion, estando cada matriz (R/) de unidades de cabezal de impresion configurada para definir una ruta (T/) de impresion respectiva a lo largo de un eje de impresion, estando dichas unidades (35) de cabezal de impresion dispuestas en una relacion espaciada a lo largo de dichas al menos dos rutas (T/) de impresion, teniendo cada una de las unidades (35) de cabezal de impresion al menos un elemento (130) de impresion para imprimir sobre las partes respectivas de los objetos (101) sucesivamente alineados con dicho al menos un elemento de impresion mientras se mueven con respecto al conjunto (100) de cabezales de impresion; y dicho sistema (302) transportador esta configurado para mover al menos dos corrientes de objetos (101) a lo largo de una direccion de transporte general para hacer pasar los objetos de cada una de las al menos dos corrientes de una manera sucesiva a traves de una ruta (T/) de impresion respectiva, e imprimir sobre dichos objetos mediante los elementos de impresion de dicha ruta de impresion respectiva.
2. 2. El sistema de la reivindicacion 1, que comprende una plataforma de soporte para soportar las al menos dos corrientes de objetos, pudiendo dicha plataforma de soporte montarse en el sistema transportador para mover los objetos a lo largo de la direccion de transporte general que pasa a traves de las al menos dos rutas de impresion y estando configurada para efectuar la rotacion de los objetos alrededor de sus ejes de traslacion mientras se mueven a lo largo de las rutas de impresion.
3. 3. El sistema de la reivindicacion 1 o 2, en el que al menos dos de las unidades de cabezal de impresion en cada una de las al menos dos matrices estan espaciadas a lo largo de un eje transversal al eje de impresion.
4. 4. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las unidades de cabezal de impresion de las al menos dos matrices estan dispuestas en un plano comun, estando dicho sistema transportador y la plataforma de soporte configurados para mover simultaneamente las al menos dos corrientes de objetos a lo largo de las al menos dos rutas de impresion cubiertas por las al menos dos matrices respectivas de las unidades de cabezal de impresion.
5. 5. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende una unidad de control configurada y operativa para realizar al menos una de las siguientes acciones: operar el sistema transportador para llevar a cabo un movimiento de traslacion a lo largo de la direccion de transporte general a lo largo del carril; operar al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion para imprimir simultaneamente sobre los objetos de dichas al menos dos corrientes de objetos; y operar las plataformas de soporte para llevar a cabo el movimiento de rotacion de los objetos.
6. 6. El sistema de la reivindicacion 5, en el que la unidad de control esta configurada para operar el sistema transportador para llevar a cabo el movimiento de traslacion de las plataformas de soporte a lo largo de la direccion de transporte general de una manera escalonada, para operar la plataforma de soporte para llevar a cabo el movimiento de rotacion al menos durante un intervalo de tiempo en el que no se produce el movimiento de traslacion, y para operar al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion para llevar a cabo la impresion durante el intervalo de tiempo en el que no se produce el movimiento de traslacion y se produce el movimiento de rotacion.
7. 7. El sistema de la reivindicacion 5 o 6, en el que la unidad de control esta configurada y operativa para operar el sistema transportador y la plataforma de soporte para llevar a cabo simultaneamente los movimientos de traslacion y de rotacion mientras que opera al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion para efectuar la impresion, de tal manera que se realiza una impresion sustancialmente continua de datos de imagen sobre las superficies de los objetos en la corriente de objetos a lo largo de una trayectoria en espiral.
8. 8. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la unidad de control esta configurada y operativa para operar el sistema transportador y al menos algunas de las unidades de cabezal de impresion, con el fin de efectuar una impresion simultanea de datos de imagen sobre las superficies de los objetos mediante al menos dos unidades de cabezal de impresion que pertenecen a diferentes matrices de las unidades de cabezal de impresion.
9. 9. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la unidad de control esta configurada y operativa para realizar al menos una de las siguientes: efectuar un cambio en una distancia entre al menos una unidad de cabezal de impresion y la superficie de objeto alineada con dicha al menos una unidad de cabezal de impresion para ajustar de este modo su posicion; efectuar una impresion simultanea de datos de imagen sobre el area de superficie de al menos uno de los objetos mediante al menos dos unidades de cabezal de impresion; efectuar una impresion simultanea sobre las areas de superficie de al menos dos objetos diferentes mediante una sola unidad de cabezal de impresion; ajustar la elevacion del al menos un conjunto de cabezales de impresion de

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   acuerdo con las dimensiones geometricas de los objetos; y minimizar los huecos entre las plataformas de soporte localizadas de manera adyacente transportadas por el sistema transportador.
10. 10. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las unidades de cabezal de impresion estan montadas para el movimiento a lo largo de los ejes radiales o uno o mas ejes sustancialmente perpendiculares al eje de impresion.
11. 11. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en el que la unidad de control esta configurada y operativa para realizar una de las siguientes: generar senales para sincronizar la operacion de los elementos de impresion de acuerdo con al menos una de las posiciones angular y lineal de los objetos transportados por la plataforma de soporte a lo largo de la ruta de impresion; recibir senales indicativas de las posiciones angular y lineal de los objetos y generar senales de sincronizacion para operar los elementos de impresion en consecuencia.
12. 12. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una de las siguientes: al menos una unidad de curado configurada para curar una composicion de material expulsada por el conjunto de cabezales de impresion sobre las superficies de los objetos; al menos una unidad de inspeccion para inspeccionar los objetos despues de la impresion sobre sus superficies exteriores; al menos una unidad de carga para cargar las al menos dos corrientes de objetos en el sistema transportador; al menos una unidad de descarga para la retirada de las al menos dos corrientes de objetos del sistema transportador; y al menos una unidad de imprimacion configurada para imprimar al menos una localizacion de las superficies de los objetos.
13. 13. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los sucesivos elementos de impresion de al menos una de las unidades de cabezal de impresion estan configurados para expulsar las composiciones respectivas sobre una region de las superficies de los objetos, de tal manera que una combinacion de las composiciones respectivas sobre la superficie del objeto forma una composicion deseada.
14. 14. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los objetos estan dispuestos sobre la plataforma de soporte en dos filas paralelas, y en el que cada par de objetos localizados de manera adyacente que pertenecen a diferentes filas estan acoplados mecanicamente a un mecanismo de accionamiento comun en el conjunto de soporte.
15. 15. Un procedimiento de impresion sobre superficies exteriores de objetos (101), comprendiendo el procedimiento transportar los objetos a lo largo de un carril (10) de bucle cerrado que comprende al menos un conjunto (100) de cabezales de impresion para imprimir sobre dichos objetos, caracterizado porque

    el transporte de los objetos comprende hacer pasar al menos dos corrientes de dichos objetos (101) a traves de al menos dos rutas (T,) de impresion respectivas en dicho carril de bucle cerrado, comprendiendo cada ruta de impresion al menos una matriz (R,) de unidades de cabezal de impresion dispuestas en una relacion espaciada a lo largo de un eje de impresion; y la impresion de los objetos comprende

    recibir datos indicativos de las localizaciones de dichas corrientes de objetos que pasan a traves de dichas rutas (T,) de impresion respectivas y de la orientacion angular de cada objeto en dichas corrientes;

    determinar, basandose en los datos recibidos, las areas de superficie de dichos objetos enfrentados a las unidades (35) de cabezal de impresion de cada matriz (R,), y uno o mas patrones de impresion a aplicar sobre dichas areas de superficie mediante las unidades de cabezal de impresion respectivas; y

    operar dichas matrices (R,) de las unidades de cabezal de impresion para aplicar dichos uno o mas patrones sobre dichas areas de superficie mediante las unidades (35) de cabezal de impresion respectivas.
16. 16. El procedimiento de la reivindicacion 15, que comprende al menos una de las siguientes etapas: ajustar la elevacion del al menos un conjunto de cabezales de impresion de acuerdo con las dimensiones geometricas de los objetos; hacer rotar los objetos que pasan a traves de la ruta de impresion durante la aplicacion de los uno o mas patrones; hacer avanzar las corrientes de objetos a lo largo de las al menos dos rutas de impresion durante la aplicacion de los uno o mas patrones; aplicar un procedimiento de imprimacion a las areas de superficie de las corrientes de objetos; efectuar la impresion simultanea de datos de imagen sobre el area de superficie de al menos uno de los objetos mediante dos o mas unidades de cabezal de impresion; efectuar la impresion simultanea sobre las areas de superficie de dos objetos diferentes mediante una sola unidad de cabezal de impresion; minimizar los huecos entre los objetos localizados de manera adyacente; inspeccionar los objetos despues de la impresion sobre sus superficies exteriores; y aplicar un procedimiento de curado a las areas de superficie de las corrientes de objetos antes de hacerlas pasar a traves de las rutas de impresion.