SISTEMA DE IMPRESIÓN POR CHORRO DE TINTA CON POLIMERIZACIÓN ULTRAVIOLETA.

Sistema de impresión por chorro de tinta con polimerización ultravioleta.

Este sistema comprende un módulo

(M) de impresión provisto de: un cabezal de impresión (1) con tinta UV, unos medios de calefacción (12, 13) de la tinta a proyectar por el cabezal de impresión, una tarjeta electrónica (14) dedicada a la gestión de la impresión; y al menos de: una lámpara (4) LED de emisión de luz ultravioleta (UV) para polimerizar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión (1) sobre un soporte en movimiento; un dispositivo de protección (7, 9) del cabezal de impresión (1) contra la luz UV emitida por la lámpara (4) y, una tarjeta electrónica (6) con un programa de control para gestionar el sincronismo del cabezal de impresión (1), la lámpara LED (4) con su sistema de seguridad (5) y el dispositivo de protección del cabezal (7, 9).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100770.

Solicitante: UNITED BARCODE SYSTEMS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BONET LOZANO,Antoni Mª.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > MAQUINAS DE ESCRIBIR; MECANISMOS DE IMPRESION SELECTIVA,... > Máquinas de escribir o mecanismos de impresión... > B41J2/01 (con chorro de tinta)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > MAQUINAS DE ESCRIBIR; MECANISMOS DE IMPRESION SELECTIVA,... > Máquinas de escribir o mecanismos de impresión... > B41J2/45 (que utilizan conjuntos de diodos emisores de luz)
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SISTEMA DE IMPRESIÓN POR CHORRO DE TINTA CON POLIMERIZACIÓN ULTRAVIOLETA.

Descripción:

SISTEMA DE IMPRESION POR CHORRO DE TINTA CON POLlMERIZACION ULTRAVIOLETA.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un sistema de impresión por chorro de tinta con polimerización ultravioleta, del tipo de los que comprenden un módulo de impresión provisto de un cabezal de impresión con tinta UV conectado directamente por medio de un tubo a un depósito de alimentación, unos medios de calefacción de la tinta a proyectar por el cabezal de impresión y una tarjeta electrónica dedicada a la gestión de la impresión.

Este sistema presenta la particularidad de incorporar en el módulo de impresión: una lámpara UV para la polimerización de la tinta impresa, en una zona próxima al cabezal de impresión, un dispositivo de protección del cabezal de impresión que impida la actuación sobre el mismo de luz UV y una tarjeta electrónica para la sincronización de los diferentes elementos del sistema.

Campo de aplicación de la invención.

Esta invención es aplicable en el sector industrial para la codificación, marcaje o decoración de embalajes en movimiento en líneas de producción, mediante impresión directa con la tecnología de chorro de tinta, sin contacto con la superficie del sustrato.

Antecedentes de la invención.

Actualmente para imprimir sobre los embalajes de cualquier tipo de superficie, porosa por ejemplo cartón, o no porosa por ejemplo plástico, se utiliza la tecnología de impresión de chorro de tinta, y concretamente mediante impresoras de chorro de tinta capaces de eyectar tintas Ultra Violetas (UV) .

Estas tintas se polimerizan, pasando del estado liquido al estado sólido endurecido, al entrar en contacto con una luz emitida por una lámpara dedicada con una potencia y longitud de onda de la luz adecuada.

Actualmente esta técnica requiere la utilización de dos equipos diferenciados: una impresora para eyectar la tinta y un sistema de polimerización. Ambos equipos deben instalarse convenientemente distanciados en la línea de producción o empaquetado, con el fin de evitar que la luz proyectada por la lámpara provoque la polimerización de la tinta en el cabezal de impresión y la consiguiente inutilización de dicho cabezal.

Para conseguir una correcta impresión es preciso una correcta formación de las gotas de tinta; sin embargo cuando se imprime sobre determinados soportes, especialmente sobre soportes no porosos, durante el tiempo de desplazamiento del embalaje o soporte impreso entre la zona de impresión y la zona distante de polimerización, la gota se abre reduciéndose notablemente la calidad de impresión, lo que puede resultar fatal cuando se imprimen códigos de barras o dígitos de identificación que posteriormente deben ser leídos por terminales de lectura automática.

Por tanto, la utilización de estos equipos independientes de impresión y polimerización plantean problemas diversos, entre los que cabe destacar: la deformación de las gotas de tinta, y de los códigos o motivos formados con dichas gotas, durante el desplazamiento del soporte o embalaje desde la zona de impresión hasta la zona de polimerización, pudiendo resultar dichos códigos o motivos ilegibles o de difícil lectura; la imposibilidad de establecer un sincronismo fiable entre la impresora y el sistema de polimerización lo que dificulta la integración y ajuste del conjunto en una línea de producción y no garantiza la suficiente seguridad de uso y de sincronismo de impresión para la activación de la lámpara de emisión de luz encargada de polimerizar la tinta.

Descripción de la invención El sistema de impresión por chorro de tinta con polimerización ultra violeta de esta invención es del tipo de los que comprenden un módulo de impresión provisto de un cabezal de impresión con tinta UV conectado directamente por medio de un tubo a un depósito de alimentación, unos medios de calefacción de la tinta a proyectar por el cabezal de impresión y una tarjeta electrónica dedicada a la gestión de la impresión.

Este sistema presenta unas características orientadas a resolver los problemas mencionados, mediante la utilización de un módulo de impresión que incorpora todas las funciones de impresión UV, que auto gestiona la impresión y la polimerización de la tinta impresa, sincronizando el funcionamiento del cabezal de impresión con el funcionamiento de una lámpara de curado con tecnología LEO, situada muy próxima al cabezal de impresión, encargada de emitir la luz para la polimerización de la tinta; y con el funcionamiento de unos medios de protección y ocultación del cabezal de impresión que impiden que la luz emitida por la lámpara de curado instantes después de la impresión, pueda provocar la polimerización de la tinta en el cabezal de impresión.

Esta invención consiste en desarrollar un único módulo de impresión que integre todos los requisitos y funcionalidades para imprimir, polimerizar de forma instantánea e inmediatamente después de la impresión la tinta eyectada por el cabezal de impresión, con un control total de gestión de seguridad de activación de la luz emitida por la lámpara y su perfecta sincronización de la activación de luz en la zona impresa.

Una ventaja de este sistema es que se adapta e integra en cualquier proceso de impresión donde el producto a imprimir esté en movimiento.

Otra ventaja es que permite una adhesión perfecta de la tinta sobre cualquier tipo de superficie (porosa o no porosa) por la cercanía', de orden inferior a unos diez centímetros, entre el cabezal de impresión y la lámpara. El proceso de polimerización al realizarse sobre una tinta recién eyectada, aun caliente, y en una zona próxima al cabezal de inyección, proporciona un óptimo rendimiento de polimerización y garantiza que se mantenga la nitidez de la impresión.

Para conseguir estas ventajas el sistema de la invención comprende en el propio módulo de impresión, al menos: -una lámpara LEO de emisión de luz ultravioleta (UV) para polimerizar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión sobre un soporte a imprimir en movimiento; -un dispositivo de protección del cabezal de impresión contra la luz UV emitida por la lámpara y; -una tarjeta electrónica con un programa de control para gestionar el sincronismo del cabezal de impresión, la lámpara LEO y el dispositivo de protección del cabezal; de tal modo que el dispositivo de protección del cabezal se mantiene en una posición de apertura durante el tiempo de impresión por parte del cabezal de impresión y se mantiene en una posición de cierre durante el tiempo restante, impidiendo el acceso al cabezal de impresión de la luz UV emitida por la lámpara, instantes después de la impresión, para polimerizar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión sobre el soporte impreso.

El dispositivo de protección del cabezal de impresión comprende al menos una placa de cierre posicionada en paralelo y frente al cabezal de impresión, y unos medios para el desplazamiento de la placa de cierre entre una posición de apertura en laque deja al descubierto el cabezal de impresión, y una posición de cierre en la que oculta al mencionado cabezal de impresión impidiendo el acceso al mismo de la luz emitida por la lámpara.

De este modo que se evita que la luz UV empleada para polimerizar la impresión, incida sobre el cabezal de impresión, a pesar de encontrarse la lámpara UV en una posición próxima, del orden inferior a unos 10 centímetros, del cabezal de impresión La mencionada placa desplazable de cierre, presenta una ventana de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de la tinta por parte del cabezal de impresión, de modo que en la posición de apertura no interfiere con la tinta eyectada por el cabezal

durante la impresión,

En una realización de la invención, los medios para el desplazamiento de la placa de cierre comprenden un electroimán, que proporciona de forma simple un desplazamiento fiable y rápido de la placa de cierre entre las posiciones de apertura y de cierre.

El dispositivo de protección comprende adicionalmente una placa externa de protección, paralela a la placa de cierre desplazable comentada anteriormente, y fijada en la parte frontal del módulo de impresión.

Esta placa de protección fija también está provista de una ventana de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de tinta por parte del cabezal de impresión, dificultando en mayor medida la posibilidad de acceso de la luz UV emitida por la lámpara al cabezal de impresión.

De acuerdo con la invención el módulo de impresión comprende en su extremo anterior unas células de seguridad conectadas a la tarjeta electrónica y encargadas de detectar la presencia de la superficie impresa por el cabezal, a su paso por delante de la lámpara.

En esta invención la tarjeta electrónica de control de impresión, se encuentra conectada a tarjeta electrónica encargada del sincronismo del sistema, realizando además del control de impresión, el sincronismo en tiempo real de las señales de impresión desviadas a la tarjeta electrónica para el sincronismo y operatividad del sistema.

Según la invención, los medios de calefacción de la tinta UV suministrada al cabezal de impresión comprenden: -una resistencia de precalentamiento dispuesta sobre el tubo de suministro y que mantiene la tinta a una temperatura comprendida entre 35°C. y 40°C.; Y en unas condiciones adecuadas en términos de viscosidad y de tensión superficial para que, a gran caudal o a cadencias elevadas de producción, la tinta mantenga su rango de temperatura • y -una resistencia de calentamiento dispuesta en el cabezal de impresión, para el ajuste final de la temperatura de la tinta eyectada al imprimir, con una precisión de temperatura +/-2° C. para conseguir una creación de gota perfecta.

Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra un esquema de un ejemplo de realización del sistema de impresión por chorro de tinta con polimerización ultravioleta, según la invención.

La figura 2 muestra una vista esquemática, en perspectiva posterior, de un ejemplo de realización del módulo (M) de impresión, en la que se pueden observar la lámpara UV (4) y la resistencia (13) de calentamiento para el cabezal de impresión.

La figura 3 muestra una vista esquemática, en perspectiva anterior del módulo (M) de impresión, sin la placa de cierre (7) ni la placa externa (9) de protección del cabezal, yen la que se observan la lámpara (4) , el cabezal de impresión (1) , imanes (11) para la sujeción placa de cierre, el electroimán (8) encargado del desplazamiento de la placa de cierre (7) entre las posiciones de apertura y cierre, y la tarjeta electrónica (6) .

La figura 4 muestra una vista esquemática, en perspectiva, del módulo (M) de impresión, sin la placa externa (9) , y en la que se pueden observar las células (5) , los imanes (10) para la sujeción de la placa externa y la placa de cierre (7) . En esta figura la placa de cierre (7) se ha representado en una posición de apertura, con la ventana (7a) enfrentada al cabezal de impresión.

La figura 5 muestra una vista esquemática, en perspectiva del módulo (M) de impresión, con la placa externa (9) y su ventana (9a) .

Realización preferente de la invención El sistema de la invención dispone de un módulo (M) de impresión que comprende un cabezal de impresión (1) con tinta UV conectado directamente por medio de un tubo (2) a un depósito (3) de alimentación,

El módulo (M) de impresión integra una lámpara (4) de curado de tecnología LED de una potencia entre 4 a 10 vatios por centímetro cuadrado y con emisión de una onda de luz entre 380 y 420 nanómetros.

Esta lámpara (4) es la encargada de iluminar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión (1) sobre el soporte a imprimir, y polimerizarla en unos microsegundos.

El módulo (M) de impresión comprende adicionalmente unas células de seguridad (5) encargadas de detectar la presencia de superficie a imprimir en frente de la lámpara (4) y una tarjeta electrónica (6) con un programa de control del funcionamiento del sistema.

La lámpara (4) solo se activa a condición de que se haya activado la eyección de tinta por el cabezal de impresión (1) Y que las células de seguridad (5) estén detectando presencia de la superficie a imprimir frente a la lámpara (4) . En estas condiciones por medio de la tarjeta electrónica (6) se inicia el sincronismo de activación la lámpara (4) en la zona del soporte portador del mensaje impreso.

El módulo (M) de impresión dispone de un dispositivo de protección encargado de impedir que la luz o el reflejo de la luz emitida por la lámpara (4) pueda incidir sobre el cabezal de impresión (1) provocando el secado de la tinta UV en dicho cabezal, teniendo en cuenta la elevada proximidad entre la lámpara (4) y el mencionado cabezal de impresión (1) .

Este dispositivo de protección comprende una placa de cierre (7) , mantenida en su posición por los imanes (11) , posicionada en paralelo y frente al cabezal de impresión (1) para protegerlo de la luz emitida.

Esta placa de cierre (7) tiene una ventana (7a) de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de la tinta por parte del cabezal de impresión (1) .

Al activarse la impresión, la tarjeta electrónica (6) activa un electroimán (8) que provoca un movimiento rápido y preciso de la placa de cierre (7) y el posicionamiento de la ventana (7a) frente a los eyectores de tinta del cabezal de impresión (1) , permitiendo la impresión del sustrato a través de la mencionada ventana (7a) .

Al finalizar la impresión la placa de cierre (7) retorna de inmediato a la posición de cierre para proteger al cabezal de impresión (1) de la luz emitida por la lámpara (4) , instantes después de la impresión, para la polimerización de la tinta impresa.

Para disminuir en mayor medida la posibilidad de contacto de la luz con el cabezal de impresión (1) , el módulo (M) de impresión dispone de otra placa externa (9) de protección, paralela a la placa de cierre (7) y que limita aun más la posibilidad de entrada de la luz hacia el cabezal de impresión.

Esta placa externa (9) está fijada en la parte frontal del módulo (M) de impresión y mantenida en su posición por los imanes (10) ; y dispone, al igual que la placa de cierre (7) , de una ventana (9a) de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de la tinta.

En una realización de la invención, la placa de cierre (7) y la placa externa (9) de protección disponen de un sistema de sujeción y de posición por imanes (10, 11) de gran potencia, lo que permite retirarlas y reposicionarlas con precisión y sin herramientas; facilitando al operario la accesibilidad para el mantenimiento de limpieza del cabezal de impresión.

En el ejemplo mostrado, sobre el tubo (2) se encuentran dispuesta una resistencia de precalentamiento (12) que permite mantener la tinta a una temperatura entre 35°C. y 40°C yen unas condiciones adecuadas en términos de viscosidad y de tensión superficial para que, a gran caudal o a cadencias elevadas de producción, la tinta mantenga su rango de temperatura. El cabezal de impresión (1) dispone de una resistencia de calentamiento (13) para el ajuste final y preciso de la temperatura de la tinta (1) eyectada al imprimir, con una precisión de temperatura +/-2° C. para conseguir una creación de gota perfecta.

La tarjeta electrónica (6) realiza las siguientes funciones: gestiona en sincronización la señal de impresión, con la activación del electroimán (8) que desplaza la placa de cierre (7) encargada de la protección del cabezal de impresión cuando éste no se encuentra operativo; -gestiona la activación de las células (5) de seguridad para detección de presencia de sustrato y liberar la operatividad de polimerización por la lámpara (4) ; permite la autorregulación de la resistencia de precalentamiento (12) de la tinta y -regula la resistencia de calentamiento (13) del cabezal de impresión (1) para conseguir una precisión final de temperatura de la tinta a +/-2° C.

El módulo (M) de impresión incorpora una tarjeta electrónica (14) , conectada a la tarjeta electrónica (6) , además de la gestión de la impresión, realiza el sincronismo en tiempo real de las señales de impresión desviadas a la tarjeta electrónica (6) para el sincronismo y operatividad del sistema.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.


 


Reivindicaciones:

1. Sistema de impresión por chorro de tinta con polimerización ultravioleta; del tipo de los que comprenden un módulo (M) de impresión provisto de un cabezal de impresión (1) con tinta UV conectado directamente por medio de un tubo (2) a un depósito (3) de alimentación, unos medios de calefacción de la tinta a proyectar por el cabezal de impresión y una tarjeta electrónica (14) dedicada a la gestión de la impresión; caracterizado porque comprende en el módulo (M) de impresión, al menos: -una lámpara (4) LED de emisión de luz ultravioleta (UV) para polimerizar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión (1) sobre un soporte a imprimir en movimiento, -un dispositivo de protección del cabezal de impresión (1) contra la luz UV emitida por la lámpara (4) y, -una tarjeta electrónica (6) con un programa de control para gestionar el sincronismo del cabezal de impresión (1) , la lámpara LED y el dispositivo de protección del cabezal; de tal modo que el dispositivo de protección del cabezal se mantiene en una posición de apertura durante el tiempo de impresión por parte del cabezal de impresión (1) y se mantiene en una posición de cierre durante el tiempo restante, impidiendo el acceso al cabezal de impresión (1) de la luz UV emitida por la lámpara (4) , instantes después de la impresión, para polimerizar la tinta UV proyectada por el cabezal de impresión (1) sobre el soporte impreso.

2. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de protección del cabezal de impresión (1) comprende al menos una placa de cierre (7) posicionada en paralelo y frente al cabezal de impresión (1) Y unos medios para el desplazamiento de la placa de cierre (7) entre una posición de apertura en la que deja al descubierto el cabezal de impresión (1) , y una posición de cierre en la que oculta al mencioñado cabezal de impresión impidiendo el acceso al mismo de la luz emitida por la lámpara (4) .

3. Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque la placa de cierre (7) presenta una ventana (7a) de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de la tinta por parte del cabezal de impresión (1) .

4. Sistema, según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque los medios para el desplazamiento de la placa de cierre (7) comprenden un electroimán (8) .

5. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de protección comprende una placa externa (9) de protección, paralela a la placa de cierre (7) , fijada en la parte frontal del módulo (M) de impresión y provista de una ventana (9a) de dimensiones correspondientes con la altura y la anchura de la zona de eyección de la tinta por parte del cabezal de impresión (1) .

6. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de impresión presenta en su extremo anterior unas células de seguridad (5) conectadas a la tarjeta electrónica (6) y encargadas de détectar la presencia de la superficie impresa por el cabezal, a su paso por delante de la lámpara (4) .

7. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tarjeta electrónica (14) de control de impresión se encuentra conectada a la tarjeta electrónica (6) .

8. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

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caracterizado porque los medios de calefacción de la tinta UV suministrada al cabezal de impresión comprenden: -una resistencia de precalentamiento (12) dispuesta sobre el tubo (2) y que mantiene la tinta a una temperatura comprendida entre 35°C. y 40°C.; Y una resistencia de calentamiento (13) dispuesta en el cabezal (1) de impresión, para el ajuste final de la temperatura de la tinta (1) eyectada al imprimir, con una precisión de temperatura +/-2° C .

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