Sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles de una impresora de chorro de tinta continuo.

Un sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles de una impresora de chorro de tinta continuo dotada de un cabezal de impresión (1),

que comprende:

- un sistema para medir la cantidad de tinta, que comprende:

* un cartucho de tinta extraíble (30);

* un primer tanque (11, 13) de sección S1 conocida con respecto a su altura total y adaptado para llenarse de tinta y para suministrar al cabezal de impresión esta tinta presurizada y recoger respectivamente los fluidos procedentes del cabezal y no usados para la impresión;

* un segundo tanque (12) de sección S2 conocida con respecto a su altura total y cuya parte inferior está conectada de manera hidráulica a la parte inferior del primer tanque mediante una primera línea hidráulica (L1) que comprende una primera válvula (33) de cierre completo, comprendiendo el segundo tanque un sensor de nivel continuo (15) adaptado para detectar constantemente la altura de un líquido con respecto a la altura total del tanque de medición, estando el interior del primer y del segundo tanque a la misma presión de gas;

* medios (L1, 32, 31, 33, L10) para establecer una comunicación hidráulica forzada en tinta desde el cartucho de tinta extraíble (30) y el segundo tanque, respectivamente, hacia el primer tanque con el fin de vaciar completamente el segundo tanque y el cartucho de tinta;

* medios de control adaptados para abrir la primera válvula (33), una vez que haya finalizado completamente el vaciado en el segundo tanque, con el fin de llevar a cabo un llenado de idéntica altura H mediante un recipiente de comunicación entre el primer y el segundo tanque;

* medios de cálculo adaptados para determinar el volumen total de tinta (VE) contenido en el primer tanque y en el segundo tanque a partir de la detección de la altura idéntica a través del sensor de nivel continuo y las secciones S1 y S2;

- un sistema para determinar el consumo medio de tinta, que comprende:

* medios para determinar el volumen de una gota procedente de un chorro emitido por el cabezal;

* un contador electrónico conectado al electrodo de carga del cabezal para contar, en comparación con el voltaje de carga aplicado al electrodo de carga, el número de gotas desviadas por los electrodos de desviación del cabezal;

* medios digitales para acumular los valores contados por el contador durante un periodo de tiempo T;

* medios de cálculo para determinar el consumo medio de tinta (Cme) multiplicando el número de gotas contadas durante el periodo de tiempo T y el volumen de una gota;

- medios de cálculo para determinar la autonomía en tinta (AE) dividiendo el volumen de tinta por el consumo medio de tinta.

E10798088

DESCRIPCIÓN

Sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles de una impresora de chorro de tinta continuo

Campo técnico

La invención se refiere a un sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles de una impresora de chorro de tinta continuo.

La invención pertenece a la determinación de la autonomía tanto en tinta como en disolvente de una impresora de chorro de tinta continuo.

Dicho de otro modo, la invención hace posible gestionar de manera precisa reservas de consumibles, en particular tinta y disolvente, en una impresora de chorro de tinta continuo. La gestión precisa de consumibles permite por tanto que un operario responsable de la producción de productos de impresión que usan impresoras de chorro de tinta continuo consiga una gestión óptima de la producción de dichos productos y de las operaciones de mantenimiento que serán llevadas a cabo en dicha impresora.

Antecedentes de la invención Las impresoras de chorro de tinta continuo son ampliamente conocidas en el campo de la codificación y la marcación industrial de varios productos, por ejemplo para marcar códigos de barras o la fecha de caducidad de productos alimenticios directamente en la línea de producción y a gran velocidad. Este tipo de impresora también se utiliza en determinados campos de la decoración, en los que se explota las posibilidades de impresión gráfica de la tecnología.

Tradicionalmente se distinguen dos categorías en las impresoras de chorro de tinta continuo:

- por un lado, impresoras de chorro continuo de múltiples desviaciones, donde cada gota de un único chorro (o algunos chorros) puede enviarse en varias trayectorias correspondientes a controles para diferentes desviaciones de las gotas, consiguiendo de este modo barridos de tramas de la zona que va a imprimirse siguiendo una dirección de barrido que es la dirección de desviación;

- por otro lado, impresoras de chorro continuo binarias, donde una pluralidad de chorros adyacentes cuentan solamente con una trayectoria para las gotas diseñada para la impresión; el control síncrono, en un momento dado, de todos los chorros hace posible imprimir sobre el medio según un patrón que corresponde, en general, al de las boquillas de la placa de boquillas.

En ambos tipos de impresoras, la otra dirección perpendicular al barrido de tramas de la zona que va imprimirse se 40 cubre mediante un movimiento relativo entre el cabezal de impresión y el medio que va a imprimirse.

Como se ilustra en la figura 1, estas impresoras incluyen un cabezal de impresión 1, generalmente distante al cuerpo de la impresora; está conectado al mismo mediante un conector umbilical que proporciona las alimentaciones hidráulicas y eléctricas necesarias para el funcionamiento del cabezal.

El cabezal 1 presenta un generador de gotas 2 al que se le proporciona tinta presurizada eléctricamente conductora y que puede emitir uno o varios chorros continuos 9 a través de boquillas calibradas 5, transformándose los chorros en una sucesión de gotas bajo la acción de un sistema de estimulación periódica situado aguas arriba de la (s) boquilla (s) , desde un punto denominado â??punto de rupturaâ?? 6 en el que se forman las gotas.

Cuando las gotas no están destinadas a la impresión, son dirigidas hacia un tubo colector 3 que las recoge y las devuelve a un circuito de tinta 100 con el fin de reciclar la tinta.

Dispositivos colocados a lo largo del chorro (electrodos de carga 7 y de desviación 4) hacen posible, bajo comando, 55 cargar eléctricamente y desviar las gotas; estas gotas son desviadas de su trayectoria de expulsión natural que parte del generador de gotas.

Las gotas 8 destinadas para la impresión salen del tubo colector y se depositan en el medio que va a imprimirse. Más específicamente, un electrodo de carga 7 está diseñado para cargar de manera selectiva cada una de las gotas 60 formadas con un valor de carga eléctrica predeterminado. Para ello, la tinta se mantiene a un potencial eléctrico fijo en el generador de gotas y se aplica un voltaje determinado al electrodo de carga 7 que es diferente en cada periodo de formación de gotas. Por tanto, mediante un efecto electrostático, cada gota toma una determinada cantidad de cargas eléctricas en el momento en que se separan del chorro. Aguas abajo del electrodo de carga 7 es posible proporcionar de manera ventajosa un dispositivo que hace posible medir la carga eléctrica tomada realmente por 65 cada gota, así como su velocidad en el cabezal.

E10798088

Un conjunto de electrodos de desviación 4, en forma de placas, está dispuesto a cada lado de la trayectoria de las gotas, aguas abajo del electrodo de carga 7. Estas dos placas se llevan a un alto potencial relativo fijo produciendo un campo eléctrico Ed esencialmente perpendicular a la trayectoria de las gotas, capaz de desviar las gotas cargadas eléctricamente que pasan entre las placas 4.

La amplitud de la desviación depende de la carga y la velocidad de estas gotas. Estas trayectorias desviadas 8 salen del tubo colector 3 para impactar sobre el medio que va a imprimirse.

Las impresoras de chorro de tinta comprenden además un circuito de fluidos 100 que lleva a cabo las dos funciones básicas, es decir, proporcionar tinta al generador de gotas 2 a una presión y una calidad adecuadas, y recoger, mediante aspiración, la tinta de los chorros no usada para la impresión. El circuito de fluidos 100 está conectado, por un lado, a un cartucho de tinta extraíble 30 y, por otro lado, a un cartucho de disolvente extraíble 40, donde el disolvente hace posible ajustar la viscosidad y/o la concentración de la tinta destinada a la impresión.

Las impresoras de chorro de tinta comprenden además un controlador 200. Este controlador 200 interactúa directamente, por un lado, con el generador de gotas 2 y los electrodos de carga 7 con el fin de estimular el chorro de tinta y gestionar las secuencias de impresión y, por otro lado, con el circuito de fluidos 100, con el fin de gestionar las secuencias de acciones y llevar a cabo el procesamiento que permite la activación de las diferentes funciones del circuito de fluidos 100. Las secuencias de impresión consisten en generar la sucesión de voltajes sincronizados con la formación de gotas, haciendo posible cargar cada una de las gotas según el patrón que va a imprimirse. Las secuencias de acciones del circuito de fluidos consisten en controlar la presión de tinta para ajustar la velocidad de las gotas, llevar a cabo las mediciones en los sensores y accionar los componentes activos (válvulas de solenoide, motores de bomba) .

El controlador también está conectado a la línea de producción de los artículos que van a imprimirse, proporcionando información de tiempos que permite sincronizar la impresión de mensajes con el paso de los productos bajo el cabezal. Esta información permite medir la velocidad lineal y el rendimiento de cada línea de producción.

Por último, las impresoras de chorro de tinta comprenden una interfaz 300 que interactúa con el controlador 200, lo que proporciona al usuario (operario) un medio para activar la impresora y, a su vez, información sobre el funcionamiento de la misma. Dependiendo de las diferentes tecnologías usadas a lo largo de tiempo, las interfaces han podido adoptar diferentes formas de modo que presentan, por ejemplo, botones de control o teclados, luces indicadoras, dispositivos de visualización o pantallas más o menos sofisticados y, posiblemente, conexiones eléctricas o de ordenador que permiten controlar la impresora de manera remota. Si éste es el caso, la interfaz 300 de la impresora hace que el usuario final (operario) cuente con varios modos de funcionamiento diferentes, en particular:

* un modo de mantenimiento que hace posible configurar físicamente la impresa en su condición de impresión, pero sin llevar a cabo la producción;

* un modo de preparación de producción que hace posible generar los datos a imprimir y configurar la impresión para la producción;

* un modo de impresión de producción en el que se muestra el estado de la impresora y el control de la producción cuando los datos (patrón) se imprimen bajo demanda (a partir de la línea de producción o señales internas a la impresora) .

Durante la producción de productos, cualquier parada inoportuna de una línea de producción continua, en particular en una línea de gran velocidad, resulta muy perjudicial (menor rendimiento de explotación, descarte de productos que no cumplen los requisitos) . Por tanto, se proporciona un mantenimiento preventivo de partes o subensamblados de la línea para evitar cualquier parada inoportuna.... [Seguir leyendo]

E10798088

1. Un sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles de una impresora de chorro de tinta continuo dotada de un cabezal de impresión (1) , que comprende.

5. un sistema para medir la cantidad de tinta, que comprende:

â?¢ un cartucho de tinta extraíble (30) ;

â?¢ un primer tanque (11, 13) de sección S1 conocida con respecto a su altura total y adaptado para llenarse de tinta y para suministrar al cabezal de impresión esta tinta presurizada y recoger respectivamente los fluidos procedentes del cabezal y no usados para la impresión;

â?¢ un segundo tanque (12) de sección S2 conocida con respecto a su altura total y cuya parte inferior está conectada de manera hidráulica a la parte inferior del primer tanque mediante una primera línea hidráulica (L1) que comprende una primera válvula (33) de cierre completo, comprendiendo el segundo tanque un sensor de nivel continuo (15) adaptado para detectar constantemente la altura de un líquido con respecto a la altura total del tanque de medición, estando el interior del primer y del segundo tanque a la misma presión de gas;

â?¢ medios (L1, 32, 31, 33, L10) para establecer una comunicación hidráulica forzada en tinta desde el cartucho de tinta extraíble (30) y el segundo tanque, respectivamente, hacia el primer tanque con el fin de vaciar completamente el segundo tanque y el cartucho de tinta;

â?¢ medios de control adaptados para abrir la primera válvula (33) , una vez que haya finalizado completamente el vaciado en el segundo tanque, con el fin de llevar a cabo un llenado de idéntica altura H mediante un recipiente de comunicación entre el primer y el segundo tanque;

â?¢ medios de cálculo adaptados para determinar el volumen total de tinta (VE) contenido en el primer tanque y en el segundo tanque a partir de la detección de la altura idéntica a través del sensor de nivel continuo y las secciones S1 30 yS2;

- un sistema para determinar el consumo medio de tinta, que comprende:

â?¢ medios para determinar el volumen de una gota procedente de un chorro emitido por el cabezal; 35

â?¢ un contador electrónico conectado al electrodo de carga del cabezal para contar, en comparación con el voltaje de carga aplicado al electrodo de carga, el número de gotas desviadas por los electrodos de desviación del cabezal;

â?¢ medios digitales para acumular los valores contados por el contador durante un periodo de tiempo T; 40

â?¢ medios de cálculo para determinar el consumo medio de tinta (Cme) multiplicando el número de gotas contadas durante el periodo de tiempo T y el volumen de una gota;

- medios de cálculo para determinar la autonomía en tinta (AE) dividiendo el volumen de tinta por el consumo medio 45 de tinta.

2. Un sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles según la reivindicación 1, en el que el sistema de medición comprende:

-un tercer tanque (13) de sección S3 conocida con respecto a su altura total, estando conectado el tercer tanque al primer tanque (11) mediante una segunda línea hidráulica (L2) que hace posible establecer una comunicación hidráulica forzada desde el primer al tercer tanque, y que comprende una segunda válvula (18) de cierre completo, estando la parte inferior del tercer tanque en conexión hidráulica continua con la parte inferior del segundo tanque mediante una tercera línea hidráulica (L3) que comprende un regulador hidráulico calibrado (17) , estando dispuesto 55 también el tercer tanque para poder desbordarse sobre el primer tanque (11) ;

- medios (L2, 18, 20) para establecer una conexión hidráulica forzada desde el primer al tercer tanque;

y en el que los medios de control están adaptados para abrir de manera sucesiva la segunda válvula (18) durante 60 una comunicación hidráulica forzada desde el primer al tercer tanque hasta que se establezca un nivel constante en éste último al desbordarse sobre el primer tanque, y para cerrar completamente la segunda válvula (18) una vez que haya finalizado completamente el vaciado en el segundo tanque y se establezca el nivel constante en el tercer tanque, con el fin de llevar a cabo, por un lado, un llenado de idéntica altura mediante un recipiente de comunicación entre el primer, el segundo y el tercer tanque y, por otro lado, un flujo de tinta a una presión constante a través del 65 regulador hidráulico calibrado (17) , 16

E10798088

y en el que los medios de cálculo del sistema de medición están adaptados, por un lado, para determinar el volumen de tinta presente en los tres tanques (11, 12, 13) a partir de la detección de la idéntica altura H a través del sensor de nivel continuo y de las secciones S1, S2 y S3 y, por otro lado, la viscosidad μ de la tinta a partir de la evolución, en función del tiempo, del nivel medido por el sensor de nivel continuo cuando la tinta a presión contante fluye a través del regulador hidráulico calibrado, constituyendo así igualmente el sistema de medición un viscosímetro de la tinta para la impresión.

3. El sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles según la reivindicación 2, en el que el sistema de 10 medición comprende además:

- un cuarto tanque (14, 40) de sección S4 conocida con respecto a su altura, adaptado para llenarse de disolvente;

- medios (L4, 42, 41) para establecer una comunicación hidráulica forzada desde el cuarto tanque (14) al segundo tanque (12) con el fin de llevar allí el disolvente, en el que los medios de cálculo del sistema de medición también están adaptados para determinar la altura hâ? de disolvente que se llevará al segundo tanque a partir de información sobre la viscosidad calculada μ de la tinta, en el que los medios de control del sistema de medición están adaptados para interrumpir la llegada de disolvente en el segundo tanque mediante una comunicación hidráulica forzada una vez que el sensor de nivel continuo (15) detecte la altura hâ?, comprendiendo además el sistema de determinación:

- medios de cálculo para determinar el consumo medio de disolvente (Cms) mediante la acumulación, durante un periodo de tiempo Tâ?, de los volúmenes de disolvente para corregir la viscosidad de la tinta obtenida multiplicando la altura hâ? del disolvente llevado a la sección S2 del segundo tanque y dividiendo estos volúmenes de disolvente acumulados durante el periodo Tâ?, -medios de cálculo para determinar la autonomía en disolvente (AS) dividiendo el volumen de disolvente (Vs) presente en el cuarto tanque por el consumo medio de disolvente (Cms) .

4. El sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles según una de las reivindicaciones anteriores, en 30 el que los medios de comando, los medios de cálculo, el contador y los medios de acumulación del contador están integrados en un mismo controlador (200) .

5. Una impresora de chorro de tinta continuo que comprende un sistema para determinar la autonomía en fluidos consumibles según la reivindicación 3, que comprende una interfaz de usuario adaptada para mostrar visualmente 35 tanto la autonomía en tinta (AE) como la autonomía en disolvente (AS) en número de horas de impresión o en número de productos que quedan por imprimir en condiciones de impresión dadas.