ITTO20001192A1 - Dispositivo per l'avanzamento intermittente di una striscia di carta da un rotolo. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO PER L’AVANZAMENTO INTERMITTENTE DI UNA STRISCIA DI CARTA DA UN ROTOLO”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per l’avanzamento intermittente di una striscia di carta da un rotolo.

Più specificatamente, l’invenzione riguarda un dispositivo per l'avanzamento intermittente di una strìscia di carta da un rotolo comprendente almeno un rullo di alimentazione in presa con la strìscia e mezzi di interposizione per formare una riserva di carta fra rotolo e rullo secondo la parte introduttiva della rivendicazione 1.

Tali dispositivi sono usati in unità di stampa, ad esempio per terminali di vendita (POS), in cui una testina a getto d'inchiostro si muove a velocità costante nelle due direzioni di stampa. La striscia rimane ferma durante la stampa e viene fatta avanzare intermittentemente durante le accelerazioni e le frenate associate all’inversione del moto, il movimento intermittente con rampe molto rìpide può essere applicato al rullino di alimentazione ma non può essere applicato al rotolo a causa della sua inerzia. Infatti, accelerazioni brusche possono causare lo strappo della carta e frenate brusche causano allentamenti delle spire del rotolo.

Nei dispositivi noti, i mezzi di interposizione comprendono un tensionatore a molla che forma un'ansa sul tratto di striscia a monte del rullo di alimentazione. All’avvio deH'avanzamento, la tensione esercitata dal rullo riduce l’ansa contro l’azione della molla e ammortizza gli strappi. All'arresto del rullo di alimentazione, la striscia continua a srotolarsi per l’inerzia dal rotolo ma viene recuperata dal tensionatore, contrastando l’allentamento delle spire e ripristinando la riserva.

Il modo di operare dei mezzi d'interposizione a molla è condizionato dalla quantità di carta del rotolo, dall’attrito del rotolo sui relativi supporti e dalla cedevolezza della molla. L'efficacia di tali mezzi è inoltre limitata ad avanzamenti intermittenti della striscia di circa 1/6”, tipici della stampa seriale di una sola riga di stampa.

Recentemente sono stati proposti POS con testine “alte”, aventi cioè un elevato numero di ugelli, per eseguire la stampa contemporanea di più righe. La quantità di informazioni stampabili nell’unità di tempo viene così drasticamente aumentata. D’altra parte, l'ampiezza del moto intermittente della striscia è dell’ordine di 1⁄2" e di 1” ed i mezzi di interposizione noti non riescono ad operare correttamente durante le rampe di accelerazione e frenata delle testine. Pertanto, i tempi da destinare aU’avanzamento della striscia devono essere allungati oltre quelli destinati all’inversione del moto, riducendo le velocità di stampa teoricamente raggiungibili.

Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un dispositivo per far avanzare intermittentemente una striscia di carta da un rotolo, senza strappi e allentamenti delle spire e durante l'inversione del moto di una testina di stampa anche nel caso di stampe contemporanee di più righe.

Più in generale, scopo dell'invenzione è di realizzare un dispositivo per l’avanzamento intermittente di una striscia di carta da un rotolo, che possa operare ad alta velocità senza strappi e senza allentamenti delie spire del rotolo.

Questi scopi sono raggiunti dal dispositivo dell'invenzione, in cui i mezzi di interposizione comprendono mezzi di controllo asserviti alle condizioni di moto del rullo di alimentazione, secondo la parte caratteristica della rivendicazione 1.

Le caratteristiche dell'invenzione risulteranno chiare dalla descrizione che segue, fatta a titolo esemplificativo ma non limitativo, con l’ausilio degli annessi disegni, in cui:

Fig. 1 rappresenta una vista schematica parziale di una unità di stampa con un dispositivo per l'avanzamento intermittente di una striscia di carta secondo la tecnica nota;

Fig. 2 mostra una vista schematica parziale di una unità di stampa con un dispositivo per l'avanzamento intermittente di una striscia di carta secondo l’invenzione;

Fig. 3 rappresenta lo schema a blocchi di un circuito di controllo per il dispositivo di Fig. 2;

Fig. 4 rappresenta un diagramma operativo velocità/tempo di alcuni componenti del dispositivo di Fig. 2;

Fig. 5 rappresenta un diagramma operativo velocità/tempo, in scala allargata, di alcuni componenti del dispositivo di Fig. 2;

Fig. 6 è un altro diagramma velocità/tempo dei componenti di Fig. 5; e

Fig. 7 è un ulteriore diagramma velocità/tempo dei componenti di Fig. 5.

In figura 1 è rappresentata con 19 una unità di stampa, ad esempio per un terminale di vendita (POS), comprendente una testina di stampa 21 atta a scrivere su una striscia di carta 22 ed un dispositivo di avanzamento 23 per la striscia 22.

La testina 21 è del tipo a getto d'inchiostro, suscettibile di spostamento nelle due direzioni, trasversalmente alla striscia 22 di fronte ad una zona di stampa 24 e con inversione del moto in corrispondenza dei bordi delia striscia. La testina 21 è spostata da un motore 26 a velocità relativamente alta e costante lungo la zona 24 per scrivere una riga di stampa ad ogni passata, e con rapide accelerazioni e frenate alle estremità della zona 24 in cui si ha l’inversione del moto.

La striscia di carta 22 è avvolta in spire su un rotolo 27 alloggiato in una vaschetta 28 ed il dispositivo 23 è atto ad estrarre la striscia 22 dal rotolo 27 e a farla avanzare di fronte alla zona 24.

La stampa avviene durante lo spostamento della testina 21 a velocità costante e mentre la striscia 22 è ferma. Per definire una nuova zona di stampa, il dispositivo 23 opera in modo intermittente muovendo la striscia solo durante le fasi di accelerazione e frenata della testina 21.

Il dispositivo di avanzamento 23 comprende un rullo di alimentazione 29, un rullo di pressione 31, un motore a passo 32 collegato al rullo 29 e mezzi di interposizione fra rotolo e rullo. I due rulli 29 e 31 sono in presa con la striscia 22 ed il motore 32 fa ruotare il rullo di alimentazione 29 per assicurare il moto intermittente della striscia.

I mezzi di interposizione sono predisposti per formare una riserva di carta fra il rotolo 27 ed il rullo 29 tale da ridurre gli strappi sulla striscia all’avvio del rullo 29 e ad evitare l’allentamento delle spire sul rotolo all’arresto del rullo.

Secondo la tecnica nota rappresentata in figura 1, i mezzi di interposizione comprendono un elemento tensionatore 36 controllato da una molla 37 e che forma un'ansa 38 su un tratto della striscia 22 a monte del rullo 29. All’avvio, la forza esercitata dal rullo 29 sulla striscia riduce l’ansa 38 flettendo la molla 37 e, dopo, si trasferisce sulla spira più esterna del rotolo 27 facendo srotolare il rotolo sulla vaschetta 26. L’estrazione della striscia potrà poi continuare nelle condizioni di flessione raggiunte dalla molla. All'arresto del rullo, per inerzia, il rotolo 27 continua a srotolarsi e la striscia ceduta viene recuperata dall'elemento 36 che rilascia la molla 37 e ripristina la riserva.

Il modo di operare dell'elemento tensionatore 36 è condizionato dalle forze statiche e dinamiche che agiscono sui vari componenti, in particolare quelle relative all’inerzia del rotolo 27, all’attrito della spira più esterna sulla vaschetta 28 e alla cedevolezza della molla 37, dipendenti dalle condizioni d’uso ed in particolare dalla quantità di carta avvolta nel rotolo 27.

In figura 2 è rappresentata con 41 una unità di stampa per POS, avente dei componenti uguali a quelli dell’unità 19 di figura 1, rappresentati con la stessa numerazione ma con una testina di stampa 42 "alta", in cui cioè gli ugelli sono in quantità maggiore di quelli della testina 21.

La stampa avviene durante lo spostamento della testina 42 a velocità costante e a striscia ferma ma, in questo caso, possono essere scritte più righe contemporaneamente sulla zona di stampa 24.

Il dispositivo 23 opera in modo intermittente, muovendo la striscia 22 solo durante le fasi di accelerazione e frenata della testina 42 in cui non si ha la stampa, ma per una lunghezza relativamente elevata, ad esempio 1⁄2” 0 Γ, dipendente dal numero di righe scritte ad ogni passata. Sono previsti un sensore 43 per rilevare la posizione di riposo o di extra-corsa della testina 42 ed un sensore 44 per rilevare la mancanza della carta, ad esempio per l'esaurimento del rotolo 27.

L’unità di stampa 41 è collegata ad una unità di controllo elettronico 46 (Fig. 3), comprendente l'unità centrale del POS non mostrata nelle figure, un circuito d'interfaccia 47 ed un circuito di pilotaggio 48 (Fig. 3) per 1 motori 26 e 32 ed in collegamento operativo con i sensori 43 e 44.

I mezzi di interposizione includono un elemento tensionatore 51 (Fig. 2} per formare un'ansa 52 sulla striscia di carta 22 fra rotolo e rullo di alimentazione, con funzione di riserva o polmone (buffer). L’elemento 51 ha ad esempio un rullino, in impegno con la striscia 22 per tutta la sua larghezza, portato da un telaio 53 a sua volta fulcrato su un perno 54.

In accordo con l’invenzione, i mezzi di interposizione comprendono mezzi di controllo asserviti alle condizioni di moto del rullo di alimentazione 29 per causare, in modo controllato, la cessione al rullo 29 di una porzione di striscia della riserva costituita dall’ansa 52 ed il prelevamento dal rotolo 27 di tale porzione per la ricostituzione della stessa riserva.

I mezzi di controllo includono un motore 56 per la rotazione del telaio 53, alcune sezioni dell'unità centrale del POS, il circuito 47 e mezzi circuitali 57 per il motore 56. Il motore 56 è atto a far ruotare il telaio 53 in senso antiorario, riducendo l’ansa 52 e, in senso orario, aumentandola. Il motore 56 è del tipo a passo ed ha un pignone motore in ingranamento con una dentatura ricavata su un braccio del telaio 53. Un sensore di fine corsa 58 è atto a rilevare una posizione di riferimento del braccio con dentatura, corrispondente ad un’ansa 52 di dimensioni massime predeterminate.

Tramite il circuito di pilotaggio 48 (Fig. 3) e con riferimento alla Fig. 4, l’unità di controllo elettronico 46 impone al motore 26 rampe di accelerazione (Ad, As) e di frenata (Fd, Fs) nelle due direzioni per le posizioni della testina 42 adiacenti alle zone d’inversione ed impulsi a velocità costante (Vd, Vs) per la zona di stampa, come indicato nel diagramma (a). Per iniziare e completare l'avanzamento della striscia, il motore 32 è sollecitato per muovere il rullo 29 con rampe di accelerazione e di frenata (Ar, Fr) e tratti a velocità costante (Vr) dipendenti dal numero di interlinee, come indicato nel diagramma (b), ad ogni inversione del moto della testina 42.

I mezzi circuitali 57 (Fig. 2) sono predisposti per pilotare il motore 56 in relazione di dipendenza con le condizioni e/o la legge di moto imposte al motore 32. In dettaglio, il motore 56 è alimentato per far ruotare il telaio 53 in senso antiorario con una prima rampa di accelerazione ed una prima rampa di frenata (Atr, Ftr), diagramma (c) di Fig. 4, dalla posizione operativa "I" alla posizione "II", in dipendenza della rampa di accelerazione e/o dei comandi a velocità costante sul motore 32 (Ar, Vr), diagramma (b). L'ansa 52 si riduce ed il rullo 29 può accelerare la carta senza strappi a rotolo sostanzialmente fermo, con comandi per il motore 56 tali da mantenere il rullino del telaio 53 (Fig. 2) aderente alla striscia 22. Poi, in sequenza, il rullo 29 può cominciare ad estrarre la striscia da! rotolo 27, ponendolo progressivamente in rotazione e continuando l’estrazione ad ansa costante nei caso di un elevato numero di interlinee o di salto.

Successivamente, in dipendenza dell’ultimo tratto a velocità costante e della rampa di frenata del motore 32 (Vr, Fr), diagramma (b), il motore 56 è comandato per far ruotare il telaio 53 in senso orario con una seconda rampa di accelerazione (Ate), con un tratto a velocità costante, relativamente bassa (Vte), e con una seconda rampa di frenata (Fte), diagramma (c), dalla posizione ΊI di fig. 2 alla posizione Ύ. Il telaio 53 fa aumentare l'ansa 52 e segue lo srotolamento inerziale della striscia 22. Il rullino del telaio 53 (Fig. 2) viene mantenuto aderente alla striscia 22 fino all’arresto del rotolo 27 e ricostituisce la riserva. La legge di moto imposta al motore 56 è associata ai vincoli del rotolo 27 per far arrestare, in modo certo, li telaio 53 nella posizione Ύ nelle diverse condizioni di attrito del rotolo sulla vaschetta 28 e della quantità di carta avvolta.

La fase di estrazione della striscia dal rotolo 27 da parte del telaio 53 e la ricostituzione della riserva può avvenire a bassa velocità, in netta sovrapposizione con la fase di stampa, come mostrato in Fig. 5.

I mezzi circuitali 57 pilotano il motore 56 in modo sostanzialmente identico ad ogni inversione del moto della testina 42.

Le fasi di inizializzazione (Fig. 6) prevedono un avanzamento iniziale a velocità ridotta e l’arresto (Ari, Vri, Fri) del motore 32, diagramma (a). Segue l’azionamento del motore 56 per far ruotare il telaio 53 in senso orario con una rampa di accelerazione ed un tratto a velocità costante ridotta di inizializzazione (Atei e Vti), diagramma (b). L’ansa 52 aumenta e la striscia 22 (Fig. 2) viene lentamente srotolata, fino a quando non si rileva sul sensore 58 una condizione di massima ansa, corrispondente ad una posizione “R" del telaio 53. Il motore 56 è allora pilotato con una rampa di frenata (Ftei) ed arrestato. In sequenza, si riavvia poi il motore 32 per un ciclo di avanzamento della striscia e un ciclo di ripristino dell’ansa 52 (Ar, Vr, Fr), diagramma (a) e (Atr, Ftr, Ate, Vte, Fte), diagramma (b).

I mezzi circuitali 57 (Fig. 2) sono facilmente programmabili in fase di progetto o di manutenzione per estrarre dal rotolo 27 una porzione di striscia secondo una legge di moto tale da minimizzarne le tensioni nelle fasi di accelerazioni e l'allentamento delle spire del rotolo nelle fasi di frenata anche in condizioni limite, modificando le rampe.

A titolo di esempio, si può prevedere di modificare la legge di estrazione della striscia tenendo conto del diametro del rotolo mediante un sensore di spire o mediante comandi esterni per modifiche al tipo di carta o alle condizioni di funzionamento del dispositivo.

Più semplicemente, si può modificare la legge di moto del motore 56 soltanto in relazione alla condizione di rotolo pieno, la più critica ai fini delle sovratensioni sulla striscia. Tale condizione si verifica tipicamente quando un rotolo esaurito è sostituito con uno nuovo.

Vantaggiosamente, ciò può essere associato alla sequenza in cui il sensore 44 rileva la condizione di assenza carta per l’esaurimento del rotolo e alla quale fa seguito l’annullamento della condizione di assenza carta per una avvenuta sostituzione del rotolo. Il riconoscimento di questa sequenza potrà fare attivare un programma di rampe per il motore 56, diverse da quelle normali.

Le rampe per un rotolo pieno sono illustrate ad esempio nel diagramma (b) di Fig. 7, in relazione al diagramma (a) relativo al motore 32 e sostanzialmente identico a quello del diagramma (a) di Fig. 5.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

A titolo di esempio, il motore 56 può essere sostituito da altri attuatori lineari, quali elettromagneti opportunamente programmati. Il motore può anche essere del tipo a corrente continua e comando ad impulsi e con controllo di una o più posizioni di riferimento.

Viceversa, nel caso che il motore 56 sia del tipo a passo sopra descritto, il sensore di fine corsa 58 può essere eliminato ed il controllo della posizione “R” può essere affidato ad un arresto fisso del telaio 53, da raggiungere lentamente in fase di inizializzazione, secondo una tecnica nota in sé.

Benché il dispositivo sia stato applicato ad una unità di stampa, esso può essere vantaggiosamente impiegato in altri settori in cui una striscia di carta venga svolta da un rotolo e sia soggetta ad un avanzamento intermittente.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (41) per l'avanzamento intermittente di una striscia di carta (22) da un rotolo (27) comprendente almeno un rullo di alimentazione (29) in presa con la striscia e mezzi di interposizione (51 ) per formare una riserva di carta (52) fra rotolo e rullo, in cui il rullo di alimentazione fa avanzare la striscia intermittentemente verso una zona di stampa (24) ed i mezzi di interposizione rilasciano variabilmente una certa quantità di carta dalla riserva al rullo di alimentazione (29), caratterizzato da ciò che i mezzi di interposizione (51) sono associati a mezzi di controllo (47, 56, 57) asserviti alle condizioni di moto del rullo di alimentazione (29) per causare, in modo controllato, la cessione al rullo di una porzione di striscia (22) della riserva (52) ed il prelevamento dal rotolo (27) della suddetta porzione di striscia per la ricostituzione della riserva.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che detti mezzi di controllo (47, 56, 57) sono previsti per ridurre la riserva di carta all'inizio del moto del rullo di alimentazione (29) in modo da mantenere il rotolo (27) sostanzialmente fermo.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò che detti mezzi di controllo (47, 56, 57) riducono detta riserva assicurando un avvio graduale del suddetto rotolo (27).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato da ciò che detti mezzi di controllo (47, 56, 57) sono previsti per ricostituire la riserva (52) alla fine del moto del rullo (29), recuperando la suddetta porzione di striscia e/o srotolandola dal rotolo (27).
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che è impiegato in una unità di stampa (19) in cui una testina (21 , 42) è mobile trasversalmente alla striscia per la stampa di una o più righe ed in cui l'avanzamento della striscia (22) avviene durante l'inversione del moto della testina e la ricostituzione della riserva (52) può avvenire anche durante la stampa di una o più righe.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da ciò che è impiegato in una unità di stampa (19) in cui la testina (42) è del tipo a getto d'inchiostro con un elevato numero di ugelli per la stampa contemporanea di più righe.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che i mezzi di controllo (47, 56, 57) sono atti a recuperare e/o ad estrarre dal rotolo (27) detta porzione di striscia secondo una legge di moto tale da minimizzare le tensioni sulla striscia nelle fasi di accelerazioni e l'allentamento delle spire del rotolo nelle fasi di frenata.
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di interposizione comprendono un elemento tensionatore (51) in impegno con la striscia di carta (22) per formare un’ansa (52) fra rotolo (27) e rullo di alimentazione (29) e che costituisce la suddetta riserva, caratterizzato da ciò che detti mezzi di controllo (47, 56, 57) comprendono un servomotore (56, 57) per spostare l'elemento tensionatore (51) in una data direzione ed in una direzione opposta, la suddetta data direzione essendo associata all’avvio dell'avanzamento della striscia (22) ed alla riduzione dell’ansa (52) e la direzione opposta essendo associata all’arresto dell’avanzamento della striscia e all’incremento della suddetta ansa con ricostituzione della riserva.
9. 9. Dispositivo secondo le rivendicazioni 5 o 6 e 8, caratterizzato da ciò che, per la ricostituzione della riserva, detto servomotore (56, 57) è atto a spostare l’elemento tensionatore (51 ) a bassa velocità durante la suddetta stampa.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto rullo di alimentazione (29) è attuato da un primo motore (32) e da primi mezzi circuitali (48) per imporre a detto primo motore corrispondenti rampe di accelerazione (Ar) all’avvio del movimento di avanzamento della striscia (22), caratterizzato da ciò che detto servomotore comprende un secondo motore (56) e detti mezzi di controllo comprendono secondi mezzi circuitali (57) per pilotare il secondo motore con una data rampa di accelerazione (Atr) ed una data rampa di frenata (Ftr) dirette lungo la suddetta data direzione ed associate alla rampa di accelerazione del rullo di alimentazione.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i primi mezzi circuitali (48) impongono al primo motore (32) corrispondenti rampe di frenata (Fr) alla fine del movimento di avanzamento della striscia, caratterizzato da ciò che detti secondi mezzi circuitali (57) sono atti a pilotare il secondo motore (56) con una seconda rampa di accelerazione (Ate) ed una seconda rampa di frenata (Fte) dirette lungo la suddetta direzione opposta ed associate alla rampa di frenata del rullo di avanzamento.
12. 12. Dispositivo secondo una delle la rivendicazioni da 8 a 11, in cui detto rullo di alimentazione (29) è attuato da un primo motore a passo (32), caratterizzato da ciò che detto servomotore comprende un secondo motore a passo (56).
13. 13. Dispositivo secondo una delle la rivendicazioni da 8 a 12, caratterizzato da ciò che comprende un sensore (58) associato all'eiemento tensionatore (51 ) per rilevare una posizione di riferimento "R" del suddetto elemento (51) corrispondente ad un'ansa predeterminata ed in cui detti mezzi di controllo (47, 56, 57) sono atti a controllare il servomotore in dipendenza del suddetto sensore associato (58).
14. 14. Dispositivo secondo una delle la rivendicazioni da 8 a 13, caratterizzato da ciò che comprende un sensore di fine carta (44) atto a rilevare una condizione di rotolo (27) esaurito ed in cui detti mezzi di controllo (47, 56, 57) sono atti a controllare detto servomotore (56, 57) in dipendenza di una sequenza rilevata dal suddetto sensore (44) che comprende la rilevazione della condizione di fine carta, seguita dall'annullamento delta suddetta condizione dì fine carta.
15. 15. Dispositivo secondo una delle la rivendicazioni da 8 a 14, caratterizzato da ciò che detto elemento tensionatore (51) comprende un telaio (53), suscettibile di rotazione, avente un rullino in impegno con detta striscia (22) fra il rotolo (27) ed il rullo di alimentazione (29) ed in ingranamento con un pignone del suddetto servomotore (56, 57).
16. 16. Dispositivo per l’avanzamento intermittente di una striscia di carta da un rotolo sostanzialmente come descritto e con riferimento ai disegni.