Sistema de impresión con cabezas de impresión fijas y plato de vacío movible.

Un sistema de impresión que comprende:

un ensamblaje de cabeza de impresión (42,

44, 46, 48, 50) que define una zona de impresión (14), el ensamblaje de cabeza de impresión incluye una gama escalonada de cabezas de impresión que se superponen entre sí para abarcar conjuntamente un recorrido de medios sin espacios entre sí, un rodillo de accionamiento (16) posicionado corriente arriba de la zona de impresión para alimentar los medios a lo largo del recorrido de medios; y

un ensamblaje de plato de vacío posicionado opuesto al ensamblaje de cabeza de impresión, comprendiendo el ensamblaje de plato de vacío un plato de vacío fijo (26) y una pluralidad de carruseles de servicio (22) incrustados en el plato de vacío fijo, en el que:

cada carrusel de vacío (22) comprende un plato de vacío configurado para la alineación con una de las cabezas de impresión correspondiente; y

cada carrusel de servicio (22) se configura para cruzar el recorrido de medios para acoplarse a su cabeza de impresión correspondiente durante una operación de tapado o limpieza.

Sistema de impresión con cabezas de impresión fijas y plato de vacío movible Campo de la invención

La invención se refiere a la impresión de chorro de tinta y en particular, a sistemas de impresión de gran formato. Antecedentes de la invención

La impresión de chorro de tinta es muy apropiada para el mercado de impresoras SOHO (pequeñas oficinas y oficinas domésticas). Cada píxel impreso se deriva de una o más boquillas de tinta en una cabeza de impresión. Esta forma de impresión es barata, versátil y por lo tanto cada vez más popular. La expulsión de tinta puede ser continua (véase la patente estadounidense 3596275 por Sweet) o del tipo "demanda de goteo" más predominante en el que cada boquilla expulsa una gota de tinta a medida que pasa a través de la localización de un sustrato de medios que requiere una gota de tinta. Las cabezas de impresión de demanda de goteo tienen típicamente un accionador que se corresponde con cada boquilla para expulsar tinta. Los accionadores pueden ser piezoeléctricos tales como el divulgado por Kyser et al. en la patente estadounidense N° 3946398. Sin embargo, las cabezas de impresión electrotérmicamente accionadas recientemente se han hecho más predominantes en el campo de la impresión de chorro de tinta. Los accionadores electrotérmicos se favorecen por fabricantes tales como Canon y Hewlett Packard. Vaught et al. en la patente estadounidense 449728 divulga una operación básica de este tipo de accionador dentro de una cabeza de impresión de chorro de tinta.

La impresión de gran formato es otro mercado en el que se está expandiendo el uso del chorro de tinta. "Gran formato" puede referirse a cualquier impresora con un ancho de impresión mayor que 17" (438,1 mm). Sin embargo, las impresoras de gran formato más disponibles comercialmente tienen anchos de impresión en el rango de 36" (914 mm) a 54" (1372 mm). Desafortunadamente, las impresoras de gran formato son excesivamente lentas ya que la cabeza de impresión imprime en una serie de extensiones transversales a través de la página. Para superar esto, ha habido intentos para diseñar impresoras que pueden imprimir el ancho entero de la página simultáneamente. Los ejemplos de las impresoras de chorro de tinta térmico de ancho de página conocidas se describen en el documento US 5,218,754 de Rangappan y en el documento US 5,367,326 de Pond et al. Una cabeza de impresión de ancho de página no atraviesa ni hacia delante ni hacia atrás la página y así aumenta significantemente las velocidades de impresión. Sin embargo, las propuestas para un ensamblaje de cabeza de impresión de ancho de página no se han vuelto exitosas comercialmente debido a las limitaciones funcionales impuestas por la tecnología de las cabezas de impresión estándar. Una cabeza de impresión de chorro de burbuja térmica de 6 dpi configurada para extender el ancho entero de un rollo estándar de papel de 1372 mm (54 pulgadas) de ancho requeriría 136. boquillas de chorro de tinta y generaría 24 kilovatios de calor durante la operación. Esto es más o menos equivalente al calor producido por 24 calefactores de barras domésticos y necesitarían enfriarse activamente usando un sistema de intercambio de calor tal como el aire forzado o el enfriamiento de agua. Esto no es práctico para la mayoría de los entornos domésticos y comerciales, ya que el sistema de enfriamiento para la impresora requeriría probablemente algún tipo de ventilación externa. Sin ventilación externa, es probable que la habitación que aloja la impresora se sobrecaliente.

Como puede verse a partir de lo anterior, están disponibles muchos tipos diferentes de tecnologías de impresión. Idealmente, una tecnología de impresión debería tener un número de atributos deseables. Estos incluyen la construcción y operación económicas, la operación de alta velocidad, la operación a largo plazo segura y continua, etc. Cada tecnología puede tener sus propias ventajas y desventajas en las áreas de coste, velocidad, calidad, fiabilidad, uso de energía, simplicidad de operación de construcción, durabilidad y consumibles. Algunos de los problemas perennes y los imperativos de diseño continuos se tratan o se mejoran por los aspectos de la presente invención. Estos temas de diseño se analizan a continuación.

1. Alimentación de medios

La mayoría de las impresoras de chorro de tinta tienen una cabeza de impresión de escaneo que se corresponde con el ancho de impresión ya que los medios avanzan gradualmente a lo largo del recorrido de alimentación de los medios. Esto permite una disposición de impresora compacta y de bajo coste. Sin embargo, los sistemas de impresión basados en las cabezas de impresión de escaneo son complejas y lentas mecánicamente para mantener el control exacto del movimiento de escaneo. Los retrasos temporales se deben también a la parada y al comienzo graduales de los medios con cada escaneo. Las cabezas de impresión de ancho de página resuelven este tema proporcionando una cabeza de impresión fija que abarca los medios. Dichas impresoras tienen un alto rendimiento pero es difícil mantener la amplia gama de boquillas de chorro de tinta. Por ejemplo, la limpieza, el tapado y la absorción se vuelven excepcionalmente difíciles cuando la gama de boquillas es tan larga como son de ancho los medios. Típicamente, las estaciones de mantenimiento necesitan localizarse desplazadas de las cabezas de impresión. Esto añade tamaño a la impresora y complejidad de traslación de las cabezas de impresión o elementos de servicio para llevar a cabo el mantenimiento de las cabezas de impresión. Existe la necesidad de tener una

solución de ancho de página que sea más simple y más compacta.

2. Codificador de alimentación de los medios

De forma similar, un control preciso de la alimentación de los medios es esencial para la calidad de impresión. El avance de las hojas de medios pasada la cabeza de impresión se consigue tradicionalmente con la rueda de púas y los pares de rodillos en el recorrido de alimentación de los medios. Típicamente, una rueda de púas y un rodillo monitorizan una hoja corriente arriba de la cabeza de impresión y otra rueda de púas y otro rodillo está corriente abajo de la cabeza de impresión de modo que el borde posterior de la hoja se imprime correctamente. Estas ruedas de púas no pueden incorporarse a cualquier rodillo de accionamiento y así se añade un volumen considerable al mecanismo de impresión.

3. Operación de la impresora

El espacio entre las boquillas de expulsión de tinta y la superficie de los medios necesita permanecer constante para mantener la cantidad de impresión. Es crucial un control preciso de las hojas de medios cuando pasan la cabeza de impresión. Cualquier vuelco de los medios o falta de control posicional de los bordes anterior o posterior dentro de la zona de impresión puede dar como resultado artefactos visibles.

4. Módulos de servicio

Mantener las cabezas de impresión (es decir, limpieza, tapado y absorción rutinarios, etc.) requiere estaciones de mantenimiento que añaden volumen y complejidad a las impresoras. Por ejemplo, los módulos de servicio de cabezas de impresión de escaneo se localizan típicamente en un lado del recorrido de alimentación de los medios y se desplazan lateralmente desde las cabezas de impresión. Esto añade tamaño lateral a la impresora y complejidad de traslación de las cabezas de impresión a los módulos de servicio para llevar a cabo el mantenimiento. A menudo las cabezas de impresión se mueven a estos módulos de servicio cuando no imprimen. Cuando cada cabeza de impresión retorna a su posición operativa, su alineación con otras cabezas de impresión es propensa a desplazarse hasta que artefactos finalmente visibles demanden la realineación de todas las cabezas de impresión. En otros casos, los módulos de servicio se trasladan desde los lados para dar servicio a las cabezas de impresión mientras que las cabezas de impresión se elevan suficientemente sobre los medios. Ambos diseños de sistemas sufren los inconvenientes de las dimensiones de ancho de las grandes impresoras, del diseño y control complicados, y de la dificultad en el mantenimiento de la alineación de las cabezas de impresión.

5. Extracción de aerosoles

La generación de aerosoles se refiere a la generación involuntaria de gotas de tinta que son suficientemente pequeñas para ser partículas aéreas. Los aerosoles aumentan cuando la velocidad y la resolución del sistema aumentan. Cuando la resolución aumenta, los volúmenes de gotas se reducen y son más propensos a convertirse en aerosoles. Cuando la velocidad del sistema aumenta, la velocidad de los medios aumenta, la tasa de producción de gotas aumenta y por lo tanto los... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de impresión que comprende:

un ensamblaje de cabeza de impresión (42, 44, 46, 48, 5) que define una zona de impresión (14), el ensamblaje de cabeza de impresión incluye una gama escalonada de cabezas de impresión que se superponen entre sí para abarcar conjuntamente un recorrido de medios sin espacios entre sí, un rodillo de accionamiento (16) posicionado corriente arriba de la zona de impresión para alimentar los medios a lo largo del recorrido de medios; y

un ensamblaje de plato de vacío posicionado opuesto al ensamblaje de cabeza de impresión, comprendiendo el ensamblaje de plato de vacío un plato de vacío fijo (26) y una pluralidad de carruseles de servicio (22) incrustados en el plato de vacío fijo, en el que:

cada carrusel de vacío (22) comprende un plato de vacío configurado para la alineación con una de las cabezas de impresión correspondiente; y

cada carrusel de servicio (22) se configura para cruzar el recorrido de medios para acoplarse a su cabeza de impresión correspondiente durante una operación de tapado o limpieza.

2. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 1 comprendiendo además un ensamblaje de correa de vacío (2) posicionado corriente abajo de la zona de impresión y configurado para recibir los medios de la gama de cabezas de impresión.

3. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 2 comprendiendo además un escáner (18) adyacente al ensamblaje de correa de vacío (2).

4. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que el ensamblaje de correa de vacío (2) tiene una pluralidad de correas de vacío individuales.

5. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 4, en el que las correas de vacío individuales comparten un mecanismo de accionamiento de correa común.

6. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que las correas de vacío individuales se configuran para transportar los medios a una velocidad más rápida que el rodillo de

accionamiento.

7. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 6, en el que durante el uso, los medios se acoplan simultáneamente al rodillo de accionamiento y a las correas de vacío individuales de tal manera que los medios se deslizan con relación a las correas de vacío individuales.

8. Un sistema de impresión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el recorrido de medios es mayor que 432 mm (17 pulgadas de ancho).

9. Un sistema de impresión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el recorrido de medios está entre 914 mm (36 pulgadas) y 1372 mm (54 pulgadas) de ancho.

1. Un sistema de impresión de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la zona de impresión tiene un área menor que 12932 mm cuadrados (2 pulgadas cuadradas).