ES2302807T3 - Impresoras y metodos de inyeccion de tinta. - Google Patents
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Abstract
Método de funcionamiento de un aparato de impresión para imprimir un patrón deseado sobre un sustrato, que comprende: descargar una corriente continua de gotas (5) de tinta líquida desde una boquilla (2; 21) a lo largo del eje (3) de boquilla hacia el sustrato (4); y cargar (6) selectivamente dichas gotas de tinta líquida con cargas de múltiples niveles para desviarlas selectivamente diferentes cantidades con respecto al eje de boquilla para de ese modo dirigir algunas de las gotas de tinta líquida a diferentes ubicaciones (9a a 9n) sobre el sustrato para imprimir dicho patrón deseado sobre el mismo, mientras que otras gotas de tinta líquida que no han de imprimirse se interceptan mediante una canaleta (8) antes de alcanzar el sustrato (4), caracterizado porque dicho método comprende dividir la corriente de gotas de tinta descargada desde la boquilla (2; 21) en dos corrientes mediante impulsos de carga de dos niveles de carga y de fases apropiadas; detectar (10, 11; 40, 50) ópticamente las dos corrientes de gotas de tinta para determinar errores de velocidad, y/o errores de ajuste de fase de carga entre los impulsos de carga respectivos y el sincronismo de formación de la gota física en la corriente que sale de la boquilla (2; 21); y controlar (25) los impulsos de carga y/o el sincronismo de formación de la gota para corregir dichos errores.
Description
Impresoras y métodos de inyección de tinta.
La presente invención se refiere a impresoras de
inyección de tinta y métodos de impresión de inyección de tinta. La
presente invención es particularmente útil en los aparatos y métodos
descritos en nuestras patentes estadounidenses 5.969.733, 6.003.980
y 6.106.107 y también en el documento
US-A-5 410 342. La invención se
describe por tanto a continuación en referencia a tales aparatos y
métodos, pero se observará que la invención podría utilizarse
también en otros aparatos y métodos.
Las impresoras de inyección de tinta se basan en
formar gotas de tinta líquida y depositar selectivamente las gotas
de tinta sobre un sustrato. Las impresoras de inyección de tinta
conocidas se clasifican generalmente en dos categorías: impresoras
de goteo bajo demanda e impresoras de inyección continua.
Las impresoras de goteo bajo demanda forman y
depositan selectivamente las gotas de inyección de tinta sobre el
sustrato como y cuando se demande mediante una señal de control
desde una fuente de datos externa. Tales sistemas normalmente
utilizan boquillas que tienen aberturas relativamente grandes, que
varían desde 30 hasta 100 \mum.
Las impresoras de inyección continua, por otro
lado, se estimulan mediante un dispositivo de perturbación, tal
como un transductor piezoeléctrico, para formar las gotas de tinta
desde un filamento de inyección de tinta continua a una velocidad
determinada por el dispositivo de perturbación. Las gotas se cargan
y se desvían selectivamente para dirigirlas hacia el sustrato según
el patrón que se desea imprimir.
Las impresoras de inyección continua se dividen
en dos tipos de sistemas: binarios y de múltiples niveles. En
sistemas binarios, las gotas o bien se cargan o bien se descargan y,
por consiguiente, o bien alcanzan o bien no alcanzan el sustrato en
una única posición predeterminada. En sistemas de múltiples niveles,
las gotas pueden recibir un gran número de niveles de carga y, por
consiguiente, pueden generar un gran número de posiciones de
impresión.
El proceso de formación de la gota depende de
muchos factores asociados con la reología de la tinta (por ejemplo
la viscosidad, la tensión superficial), las condiciones de flujo de
tinta (por ejemplo el diámetro del chorro, la velocidad del
chorro), y las características de la perturbación (por ejemplo la
frecuencia y la amplitud de la excitación). Normalmente, la
formación de la gota es un proceso rápido, que se produce en la
ranura de tiempo de unos pocos microsegundos. Sin embargo, debido a
posibles variaciones en uno o más de los diversos factores que
determinan las formaciones de gotas, son posibles variaciones en el
sincronismo exacto del desprendimiento de la gota. Estas
variaciones de sincronismo pueden provocar la carga incorrecta de
las gotas si el campo eléctrico responsable de cargar las gotas
está encendido, apagado, o se ha cambiado a un nuevo nivel, durante
el propio desprendimiento de la gota. Por tanto es necesario
mantener el impulso de datos de manera precisa en fase respecto al
sincronismo del desprendimiento de la gota, para obtener una carga
de la gota e impresión precisas.
Otro tipo de error de impresión que se produce
normalmente es la velocidad incorrecta de las gotas de tinta de tal
manera que la gota de tinta no se desvía a su posición correcta
sobre el sustrato. Los errores de velocidad de la gota (o velocidad
de chorro) pueden producirse por muchos factores diferentes, tales
como los asociados a la reología de la tinta y/o a las condiciones
de flujo de tinta. Tales errores pueden corregirse cambiando la
tensión de carga de la gota aplicada a las gotas de tinta puesto que
la cantidad de desviación experimentada por las gotas de tinta
antes de chocar contra el sustrato depende de la velocidad de la
gota, la tensión aplicada al campo eléctrico de las placas de
deflector, y la carga de la gota.
Otro problema adicional en impresión de
inyección de tinta es la formación de satélites en la corriente de
gotas. Los satélites se caracterizan por volúmenes que son mucho más
pequeños (normalmente en más de un orden de magnitud) que el
volumen de gota básica, es decir el volumen dentro de la gota que se
desea imprimir. En las configuraciones cargadas de manera
capacitiva habituales, los satélites llevan una carga similar a la
carga que lleva la gota básica. La aceleración experimentada por las
gotas cargadas en un campo eléctrico es inversamente proporcional a
sus masas. Puesto que la masa del satélite es mucho más pequeña que
la masa de la gota básica, los satélites experimentarán una
aceleración mucho mayor dentro del campo de desviación, y por tanto
pueden chocar contra las placas de desviación. Esto podría tener
como resultado una condición de fallo eléctrico u otro defecto de
funcionamiento de la
impresora.
impresora.
La patente estadounidense 6.003.980 mencionada
anteriormente da a conocer un método y un aparato para detectar
funcionamiento incorrecto de una impresora de inyección de tinta
imprimiendo marcas de prueba sobre una tira de pruebas, y
posteriormente analizando las marcas de prueba impresas. Sin
embargo, tal técnica no siempre es práctica o conveniente
particularmente con respecto a impresoras de inyección de tinta que
incluyen un gran número de boquillas. Además, basarse en un
análisis de marcas impresas sobre un sustrato para detectar
funcionamiento incorrecto de una impresora de inyección de tinta
puede carecer de continuidad debido a las discontinuidades de los
propios sustratos.
En el documento
GB-A-1 124 163 se describe un método
de funcionamiento de un aparato de impresión para imprimir un
patrón deseado sobre un sustrato, según el preámbulo de la
reivindicación 1. Un aparato de impresión para imprimir un patrón
deseado sobre un sustrato según el preámbulo de la reivindicación 9
también se conoce del documento
GB-A-1 124 163.
La presente invención se ha desarrollado contra
estos antecedentes descritos anteriormente, y las limitaciones y
problemas asociados con los mismos.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método de impresión de inyección de tinta, y también
un aparato de impresión de inyección de tinta, que tiene ventajas
en uno o más de los aspectos anteriores.
Para conseguir esto, el método de la invención
se caracteriza por las características reivindicadas en la parte
caracterizadora de la reivindicación 1 y la invención proporciona un
aparato de impresión según la parte caracterizadora de la
reivindicación 9.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un método de funcionamiento de un aparato de impresión
para imprimir un patrón deseado sobre un sustrato, descargando una
corriente continua de gotas de tinta líquida desde una boquilla a
lo largo del eje de boquilla hacia el sustrato, y cargar
selectivamente dichas gotas de tinta líquida con cargas de
múltiples niveles para desviarlas selectivamente diferentes
cantidades con respecto al eje de boquilla para de ese modo dirigir
algunas de las gotas de tinta líquida a diferentes ubicaciones
sobre el sustrato para imprimir dicho patrón deseado sobre el mismo,
mientras que otras gotas de tinta líquida que no han a imprimirse
se interceptan mediante una canaleta antes de alcanzar el sustrato;
comprendiendo dicho método:
dividir la corriente de gotas de tinta
descargada desde la boquilla en dos corrientes mediante impulsos de
carga de dos niveles de carga y de fases apropiadas;
detectar ópticamente las dos corrientes de gotas
de tinta para determinar errores de velocidad, y/o errores de
ajuste de fase de carga entre los impulsos de carga respectivos y el
sincronismo de formación de la gota física en la corriente que sale
de la boquilla;
y controlar los impulsos de carga y/o el
sincronismo formación de la gota para corregir dichos errores.
Según características adicionales en las
realizaciones preferidas descritas, los errores de ajuste de fase
de carga se detectan y se corrigen mediante la corrección del
retardo de tiempo entre el impulso de carga respectivo y la
separación de la gota física en la corriente que sale de la
boquilla.
Según una característica adicional, los errores
de velocidad se detectan y se corrigen modificando los niveles de
las cargas, aplicadas a las gotas de tinta.
Según otras características adicionales, dos
corrientes de gotas de tinta se detectan ópticamente en el vuelo
iluminándolas con luz estroboscópica a la frecuencia de la formación
de la gota.
En una realización preferida descrita, se
utilizan al menos dos dispositivos sensores ópticos para detectar
las gotas de tinta líquida de cada una de dichas corrientes,
teniendo dichos dispositivos sensores ejes de sensor que forman un
ángulo predeterminado entre sí;
y las salidas de dichos dispositivos sensores,
incluyendo dicho ángulo predeterminado de sus ejes de sensor, se
utilizan para calcular desviaciones en el eje X y en el eje Y de la
corriente respectiva de gotas de tinta desde el eje de boquilla
respectivo en la dirección paralela a dicha fila de boquillas, y en
la dirección perpendicular a dicha fila de boquillas,
respectivamente.
Con respecto a la realización descrita en último
lugar, cada uno de los sensores ópticos incluye una cámara que
tiene lentes de formación de imágenes. La desviación en el eje X
calculada para una boquilla particular se corrige ajustando las
tensiones de carga para la boquilla respectiva. La desviación en el
eje X calculada para una boquilla particular se corrige ajustando
el sincronismo de dichos datos de entrada a la boquilla
respectiva.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, se proporciona un aparato de impresión para imprimir un
patrón deseado sobre un sustrato, que comprende: una boquilla para
formar y descargar una corriente continua de gotas de tinta líquida
a lo largo del eje de boquilla hacia el sustrato; placas de carga
para cargar selectivamente las gotas de tinta líquida con cargas de
múltiples niveles; placas de desviación para desviar selectivamente
las gotas de tinta líquida diferentes cantidades con respecto al eje
de boquilla para de ese modo dirigir algunas de las gotas de tinta
líquida a diferentes ubicaciones sobre el sustrato para imprimir el
patrón deseado sobre el mismo; una canaleta para interceptar, antes
de alcanzar el sustrato, las gotas de tinta líquida que no han a
imprimirse; un dispositivo sensor para detectar dichas gotas de
tinta descargadas por dicha boquilla hacia el sustrato; y un
sistema de control para controlar dichas placas de carga y dichas
placas de desviación; caracterizado porque dicho sistema de control
controla dichas placas de carga y dichas placas de desviación para
dividir la corriente de gotas de tinta descargada por dicha boquilla
en dos corrientes mediante impulsos de carga de dos niveles de
carga y de fases apropiadas; y porque dicho sistema de control
también procesa la salida de dicho dispositivo sensor para
determinar, y para corregir, errores de velocidad, y/o errores de
ajuste de fase de carga entre los impulsos de carga respectivos y el
sincronismo de formación de la gota física en la corriente que sale
de la boquilla.
En una realización preferida descrita, el
aparato comprende además un dispositivo de iluminación
estroboscópica para iluminar la corriente de gotas descargada desde
la boquilla a la frecuencia de la formación de la gota; incluyendo
dicho dispositivo sensor un dispositivo de formación de imágenes de
vídeo para formar imágenes y visualizar la corriente de gotas de
tinta líquida descargada desde la boquilla.
Se describe una realización preferida del
aparato, en la que:
dicho aparato de impresión incluye una
pluralidad de boquillas para formar y descargar una corriente
continua de gotas de tinta líquida desde cada boquilla a lo largo
del eje de boquilla hacia el sustrato; teniendo dicha pluralidad de
boquillas ejes de boquilla dispuestos en al menos una fila,
controlándose selectivamente cada una de dichas boquillas mediante
datos de entrada según el patrón que se desea imprimir;
cada una de las boquillas incluye las placas de
carga para cargar selectivamente las gotas de tinta líquida, y
placas de desviación para desviar selectivamente las gotas de tinta
líquida;
el aparato incluye al menos dos de los
dispositivos sensores para detectar las gotas de tinta líquida de
cada una de las corrientes, teniendo los dispositivos sensores ejes
de sensor que forman un ángulo predeterminado entre
sí;
sí;
y el sistema de control procesa las salidas
desde los dispositivos sensores, calcula desviaciones en el eje X y
en el eje Y de la corriente respectiva de gotas de tinta desde el
eje de boquilla respectivo en la dirección paralela a la fila de
boquillas, y en la dirección perpendicular a la fila de boquillas,
respectivamente, y corrige el patrón impreso por la boquilla
respectiva según las desviaciones calculadas.
En una realización preferida descrita, los
dispositivos sensores son sensores ópticos, y dichas corrientes de
gotas de tinta se iluminan con luz estroboscópica a la misma
frecuencia que la formación de la gota. Además, cada uno de los
sensores ópticos incluye una cámara que tiene una lente de formación
de imágenes.
Según otras características adicionales en las
realizaciones preferidas descritas, el sistema de control corrige
dichas desviaciones en el eje X para una boquilla particular
ajustando las tensiones de carga aplicadas a la boquilla
respectiva. Además, el sistema de control corrige dichas
desviaciones en el eje X para una boquilla particular ajustando el
sincronismo de dichos datos de entrada a la boquilla respectiva.
Características y ventajas adicionales de la
invención serán evidentes a partir de la descripción siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se describe en el presente
documento, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama que ilustra una
impresora de inyección de tinta simplificada según la técnica
ante-
rior;
rior;
la figura 2 es un diagrama que ilustra una
impresora de la técnica anterior simplificada que utiliza una carga
de las gotas de dos niveles;
la figura 3 es un diagrama que ilustra una
impresora de la técnica anterior simplificada que utiliza carga de
las gotas de múltiples niveles;
la figura 4 es un diagrama que ilustra una forma
de impresora de inyección de tinta que utiliza carga de múltiples
niveles construida según la presente invención;
la figura 5 es un diagrama que ilustra otra
forma de impresora de inyección de tinta que utiliza carga de
múltiples niveles construida según la presente invención;
la figura 6 ilustra esquemáticamente una
modificación en la construcción de la impresora de inyección de
tinta de cualquiera de las figuras 4 ó 5;
la figura 7 ilustra esquemáticamente una
impresora de inyección de tinta construida según la presente
invención para facilitar la calibración y la corrección de errores
en la velocidad de gota de tinta y/o en el ajuste de fase entre los
impulsos de carga y la separación física de la gota;
la figura 7a ilustra esquemáticamente una
modificación en la impresora de inyección de tinta de la figura 7
para observar y controlar la forma de las gotas de tinta para evitar
la formación de satélites;
las figuras 8 a 11 son diagramas útiles para
explicar el funcionamiento del aparato ilustrado en la figura
7;
la figura 12 es un diagrama de bloques que
ilustra más en particular una forma de aparato construido según la
presente invención;
la figura 13 es un diagrama de bloques que
ilustra un aparato similar al de la figura 12, pero que incluye
además medios para medir, y corregir, tanto el desplazamiento en el
eje X como el desplazamiento en el eje Y en una boquilla
particular; y
la figura 14 es un diagrama que ilustra la
manera en que se calculan los desplazamientos en el eje X y los
desplazamientos en el eje Y en el aparato de la figura 13.
\vskip1.000000\baselineskip
Ha de entenderse que los dibujos anteriores, y
la descripción siguiente, se proporcionan principalmente con fines
de facilitar la comprensión de los aspectos conceptuales de la
invención y diversas posibles realizaciones de la misma, incluyendo
lo que se considera actualmente una realización preferida. Para
mayor claridad y brevedad, no se intentó proporcionar más detalles
que los necesarios para permitir a un experto en la técnica,
utilizando conocimientos y diseños habituales, entender y llevar a
la práctica la invención descrita. Ha de entenderse además que las
realizaciones descritas son sólo con fines de ejemplo, y que la
invención puede realizarse en otras formas y aplicaciones que las
descritas en el presente documento.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 ilustra una construcción
simplificada de una impresora de inyección continua según la técnica
anterior. La impresora ilustrada incluye una boquilla 2 que
contiene un depósito de tinta líquida que dirige la tinta líquida
en forma de un chorro continuo a lo largo del eje 3 de boquilla
hacia un sustrato 4 para su deposición sobre el mismo según el
patrón que se desea imprimir. La boquilla 2 incluye un perturbador,
tal como un transductor piezoeléctrico, que convierte el chorro de
tinta líquida en una corriente continua de gotas 5 de tinta líquida
dirigida inicialmente a lo largo del eje 3 de boquilla hacia el
sustrato 4, pero desviada selectivamente según el patrón que se
desee imprimir sobre el sustrato. La desviación selectiva de las
gotas 5 de tinta líquida se realiza en primer lugar mediante un par
de placas 6 de carga colocadas a ambos lados del eje 3 de boquilla,
y después mediante un par de placas 7 de desviación también
colocadas a ambos lados del eje de boquilla. Las placas 6 de carga
cargan selectivamente las gotas 5 en el momento en que la gota se
desprende del filamento de inyección, y las placas 7 de desviación
desvían las gotas cargadas con respecto al eje 3 de boquilla. Una
canaleta o captador 8 entre las placas 7 de desviación y el sustrato
4 recoge aquellas gotas de tinta líquida que no han de depositarse
sobre el sustrato. Las gotas así recogidas se hacen circular de
nuevo hacia el depósito de la boquilla 2 respectiva.
La disposición ilustrada en la figura 1 es una
disposición de desviación de dos niveles en la que las gotas 5 de
tinta líquida o bien se cargan o bien no se cargan, y en la que la
canaleta 8 está alineada con el eje 3 de boquilla para recibir las
gotas no cargadas (que caen libremente). Por tanto, tal como se
muestra en la figura 1, las gotas 5a cargadas se desvían para
depositarse como un punto 9 impreso sobre el sustrato 4; mientras
que las gotas 5b no cargadas (que caen libremente) se recogen
mediante la canaleta 8 y por lo tanto no alcanzan el sustrato
4.
La figura 2 ilustra una impresora de desviación
de dos niveles de básicamente la misma construcción que la descrita
anteriormente con respecto a la figura 1, excepto porque el sustrato
4 recibe las gotas 5a no cargadas que han de imprimirse, mientras
que la canaleta 8 recibe las gotas 5b cargadas que no han de
imprimirse. Por tanto, tal como se muestra en la figura 2 (que
utiliza los mismos números de referencia para identificar partes
correspondientes tal como se muestra en la figura 1), se verá que la
canaleta 8 está ubicada lateralmente al eje 3 de boquilla, para
recibir las gotas 5b de tinta líquida cargadas, mientras que las
gotas 5a no cargadas (que caen libremente) se depositan sobre el
sustrato 4 para producir los puntos 9 impresos.
La figura 3 ilustra una impresora de inyección
de tinta de la técnica anterior de una construcción similar a la de
la figura 1, excepto porque utiliza una disposición de desviación de
múltiples niveles, en lugar de una disposición de desviación de dos
niveles. La diferencia básica en la figura 3 (que también identifica
las partes correspondientes de la figura 1 con los mismos números
de referencia para facilitar la comprensión) es que, en lugar de
utilizar las placas 6 de carga para aplicar sólo dos niveles de
cargas a las gotas de tinta líquida (cargadas o no cargadas), en la
figura 3 las placas 6 de carga aplican una cualquiera de una
pluralidad de cargas a las gotas para desviar selectivamente cada
gota una cantidad diferente del eje 3 de boquilla, y de ese modo
generar un amplio "abanico" de gotas impresas, tal como se
muestra en 9a a 9n, en la figura 3 sobre el sustrato 4. En la
disposición de la técnica anterior ilustrada en la figura 3, las
gotas descargadas que caen libremente son las gotas que no han de
imprimirse y por tanto se reciben mediante la canaleta 8, mientras
que las gotas 5a que han de imprimirse son todas gotas cargadas que
se depositan sobre el sustrato 4 en diversas ubicaciones, tal como
se muestra en 9a a 9n, según la carga de múltiples niveles recibida
por la gota respectiva. En la figura 3, la gota 5a cargada que ha de
desviarse la distancia más larga se indica mediante el punto
impreso 9n en la figura 3.
Detalles adicionales de la construcción y
funcionamiento de tales impresoras de inyección de tinta conocidas
según se ilustran en las figuras 1 a 3 se exponen en las patentes
anteriores mencionadas anteriormente, cuyas descripciones se
incorporan en el presente documento como referencia.
\newpage
Las figuras 4 a 14 ilustran impresoras de
inyección de tinta construidas según diversos aspectos de la
presente invención. Con el fin de simplificar la descripción y
también facilitar la comprensión de la presente invención, aquellas
partes de la impresora de inyección de tinta que corresponden a la
impresora de la técnica anterior tal como se ha descrito
anteriormente con respecto a las figuras 1 a 3 se identifican
generalmente mediante los mismos números de referencia.
La figura 4 ilustra una disposición de
desviación de múltiples niveles en la que las placas 6 de carga
aplican una carga de múltiples niveles a las gotas 5 que salen de
la boquilla 2 de tal manera que las placas 7 de desviación desvían
las gotas 5a que han de recibirse sobre el sustrato 4 a una
cualquiera de una pluralidad de ubicaciones sobre el mismo, tal
como se muestra mediante los puntos 9a a 9n de impresión, según la
carga aplicada a las gotas respectivas, mientras que las gotas 5b
que no han de alcanzar el sustrato 4 se recogen en la canaleta
8.
En la disposición ilustrada en la figura 4, sin
embargo, las gotas 5a que han de depositarse sobre el sustrato 4 o
bien están no cargadas, o bien cargadas a uno seleccionado de una
pluralidad de niveles de carga de una polaridad; mientras que las
gotas 5b que no han de imprimirse sobre el sustrato 4 están cargadas
a un nivel del signo opuesto. Por tanto, tal como se muestra en la
figura 4, el sustrato 4 recibirá, como puntos impresos, las gotas
no cargadas (que caen libremente) para producir el punto 9a impreso
a lo largo del eje 3 de boquilla, y también la seleccionada de las
gotas cargadas, cargada a un nivel seleccionado de una polaridad,
gotas que se depositarán sobre el sustrato 4 para producir los
puntos 9b a 9n impresos según la carga seleccionada. Por otro lado,
las gotas que se cargan con el signo opuesto se desvían en la
dirección opuesta desde el eje 3 de boquilla hacia la canaleta 8
para recogerse mediante la canaleta antes de alcanzar el sustrato 4,
tal como se muestra mediante las gotas 5b en la figura 4.
La disposición ilustrada en la figura 4 tiene
varias ventajas. Una ventaja importante es que permite producir un
abanico más amplio de gotas de impresión sin aumentar la carga que
ha de aplicarse a la gota para que experimente la mayor desviación.
Así, tal como se muestra en la figura 4, el punto 9n impreso
exterior está significativamente más próximo al eje 3 de boquilla
que el punto 9n impreso exterior en la figura 3.
Una ventaja importante adicional es que la
disposición ilustrada en la figura 4 permite utilizar las gotas no
cargadas o que caen libremente con fines de calibración puesto que
esas gotas alcanzan el sustrato 4, tal como se indica mediante el
punto 9a impreso en la figura 4; mientras que las gotas no cargadas
en la disposición de la técnica anterior ilustrada en la figura 3
se recibían mediante la canaleta 8 y por tanto no podrían
utilizarse efectivamente con fines de calibración. La descripción
siguiente ilustra diversos modos en los que las gotas no cargadas
que caen libremente pueden utilizarse con fines de calibración.
La figura 5 ilustra una disposición, similar a
la de la figura 4, y por tanto también utiliza los mismos números
de referencia para identificar partes correspondientes. La
diferencia básica en la disposición ilustrada en la figura 5
respecto a la ilustrada en la figura 4 es que, mientras en la figura
4 las cargas de cada gota de tinta líquida de la polaridad opuesta
(es decir, dirigida a la canaleta 8) están sólo a un nivel de
tensión, en la figura 5 las cargas de la polaridad opuesta pueden
ser también de una pluralidad de niveles de tensión. Por ejemplo,
las gotas 5b que han de dirigirse a la canaleta 8 y que no han de
depositarse sobre el sustrato 4 pueden cargarse a un nivel
relativamente alto de cualquier polaridad, mientras que las gotas 5a
que han de depositarse sobre el sustrato 4 para imprimir los puntos
9a a 9n pueden cargarse a niveles inferiores de la misma polaridad,
no cargarse, o cargarse a un nivel seleccionado de la polaridad
opuesta.
Así, en el ejemplo ilustrado en la figura 5,
todas las gotas 5b de no impresión que han de recibirse mediante la
canaleta 8 están cargadas negativamente al nivel más alto; las gotas
5a de impresión para imprimir los puntos 9a a 9c sobre el sustrato
4 están cargadas negativamente a niveles sucesivamente inferiores;
las gotas 5a para formar los puntos 9d en alineación con el eje de
boquilla no están cargadas para poder caer libremente; mientras que
las gotas 5a restantes para producir los puntos 9e a 9n impresos
están cargadas positivamente a niveles de carga sucesivamente
superiores.
La disposición ilustrada en la figura 5 permite
que cada boquilla produzca también por tanto un "abanico"
relativamente amplio de puntos sin aumentar los niveles de carga, y
permite además utilizar las gotas que caen libremente con fines de
calibración.
La figura 6 ilustra una disposición similar a la
de la figura 5, y por tanto utiliza los mismos números de
referencia para identificar partes correspondientes. Sin embargo,
mientras que en la figura 5 las placas de desviación son paralelas
entre sí y al eje 3 de boquilla, en la figura 6 las placas 7 de
desviación incluyen secciones 7a sobre el extremo orientado hacia
las placas 6 de carga que son paralelas entre sí y al eje de
boquilla, pero incluyen adicionalmente secciones 7b divergentes
sobre el extremo orientado hacia el sustrato 4 que divergen en la
dirección del sustrato. Una disposición de este tipo también permite
producir un abanico relativamente amplio de puntos impresos sin
aumentar excesivamente las tensiones de carga requeridas para este
fin.
Tal como se indicó anteriormente, una ventaja
importante en las disposiciones ilustradas en las figuras 4 a 6 es
que tales disposiciones permiten utilizar las gotas no cargadas o
que caen libremente para calibrar el aparato tan a menudo como se
requiera para mantener el funcionamiento eficaz del aparato.
La figura 7 ilustra una manera de utilizar las
gotas de tinta líquida no cargadas que caen libremente para este
fin. De nuevo, para simplificar la descripción mientras se facilita
la comprensión, la figura 7 utiliza los mismos números de
referencia para identificar partes correspondientes a las descritas
anteriormente.
La técnica de calibración ilustrada en la figura
7 utiliza una unidad de iluminación estroboscópica, designada en
general por 10, y una o más cámaras, designadas en general por 11,
para capturar, en vuelo libre, las gotas no cargadas que caen
libremente que han de imprimirse, mostradas en 5a, es decir,
aquellas no cargadas por las placas 6 de carga o desviadas por las
placas 7 de desviación. La unidad 10 de iluminación estroboscópica
puede ser una unidad de LED (light emitting diode, diodo
emisor de luz) que tiene la capacidad de destellar a una frecuencia
igual a la frecuencia de la generación de gotas 5 de tinta; y la
unidad 11 de cámara incorpora preferiblemente una cámara CCD y una
lente de formación de imágenes para visualizar las gotas vistas por
la cámara en una unidad 12 de visualización, y/o proporcionar una
entrada a una capturadora de fotogramas para procesamiento de
imagen digital en un ordenador. Por ejemplo, las gotas 5 de tinta
líquida pueden generarse a una velocidad de 30 kHz, y la unidad 10
de iluminación puede destellar con la misma frecuencia, para
permitir que la unidad 11 de cámara capture las gotas en vuelo
libre y las visualice en la unidad 12 de visualización, y/o
procesar los datos referidos a las mismas en un ordenador.
La figura 8 ilustra la imagen capturada por la
cámara 11 cuando la unidad 10 de iluminación destella a la
frecuencia de generación de las gotas de tinta líquida mediante la
boquilla 2. El análisis de la imagen ilustrada en la figura 8
permite calcular la velocidad de las gotas en la corriente capturada
según la siguiente ecuación:
V =
H/(N-1) \
(SF)
en la que: v es la velocidad de la
corriente que cae libremente de gotas 5a; N es el número de gotas
visualizadas; H es la distancia entre la primera y la última gota
(calibrada por referencia a un elemento externo o derivada a partir
de elementos de referencia en la imagen); y SF es la frecuencia de
destello de funcionamiento de la unidad 10 de
iluminación.
Puede capturarse una imagen de una corriente de
dos niveles de gotas cargadas que tienen valores de unidad de
carga. Esto puede hacerse dividiendo la corriente de gotas de tinta
desde la boquilla en dos corrientes utilizando impulsos de carga de
dos niveles de carga y ajustando la fase del sincronismo de los
impulsos de carga. La figura 9 ilustra la visualización resultante
de las dos corrientes. En la figura 9, la separación (W) entre las
dos corrientes de gotas en un plano dado tiene una correlación
directa con la velocidad de chorro o de gota medida según la
ecuación anterior, y puede por tanto utilizarse para proporcionar un
factor de corrección para corregir errores de velocidad y para
seleccionar la secuencia apropiada de tensiones de carga que van a
utilizarse durante la impresión.
Tal como se indicó anteriormente, las
inexactitudes de impresión resultado de errores de velocidad
producidos por muchos factores diferentes pueden corregirse
cambiando las tensiones de carga aplicadas a las gotas de tinta
puesto que la cantidad de desviación que han de experimentar las
gotas antes de alcanzar el sustrato depende tanto de la velocidad
de chorro de tinta como de la tensión de carga aplicada a las placas
de carga.
Tal como se indicó anteriormente también, para
una impresión precisa es necesario que los impulsos de carga se
apliquen a las placas 6 de carga con la fase correcta con respecto
al tiempo de desprendimiento de la gota, es decir, que los impulsos
de carga estén en una condición en fase con respecto al tiempo de
desprendimiento de la gota. La disposición estroboscópica ilustrada
en la figura 7 puede utilizarse también para calibrar el aparato
con respecto a esta relación de fase.
Para este fin, se genera una corriente de dos
niveles de gotas cargadas tal como se ilustra en la figura 9 y se
describió anteriormente, y se cambia lentamente el retardo de tiempo
entre la velocidad de formación de la gota y la velocidad de carga
(es decir la relación de fase). Los fotogramas de vídeo
correspondientes a las fases que cambian continuamente se capturan
mediante la cámara 11 de vídeo. La figura 10 ilustra la
visualización 12 cuando las cargas no están en la relación en fase
requerida con respecto a los tiempos de desprendimiento de la gota;
mientras que la figura 11 ilustra la visualización cuando los
impulsos de carga están en la condición en fase deseada con
respecto al sincronismo de desprendimiento de la gota.
La figura 7a ilustra una disposición
estroboscópica que puede utilizarse para observar y controlar la
forma de las gotas de tinta formadas en la boquilla 2,
particularmente para evitar o minimizar la formación de satélites.
Tal como se describió anteriormente, tales satélites pueden tener
como resultado un fallo eléctrico prematuro o un defecto de
funcionamiento de la impresora puesto que la masa de los satélites
es sustancialmente más pequeña que la de la propia gota de tinta, y
por tanto experimentan una aceleración mayor dentro del campo de
desviación de tal modo que pueden golpear los electrodos de
desviación en lugar del sustrato (o la canaleta). Así, la
disposición ilustrada en la figura 7a incluye la unidad 10a de
iluminación estroboscópica y la unidad 11a de cámara alineadas con
la boquilla 2 inmediatamente aguas abajo de la boquilla 2. Esto
permite observar la forma de las gotas de tinta en el vuelo
inmediatamente antes y después de su desintegración. La excitación
acústica del chorro, es decir, la perturbación producida por el
dispositivo piezoeléctrico para formar las gotas, puede variarse, y
su efecto sobre la formación de la gota puede observarse en tiempo
real a medida que se cambia la excitación. Esto permite observar
los cambios en la forma de las gotas de tinta formadas a medida que
se cambia la excitación.
Normalmente, en excitaciones más bajas, las
gotas antes de su desintegración se unen mediante filamentos de
espesor decreciente en la dirección descendente. Al aumentar la
excitación, hay una tendencia a producir satélites; y al aumentar
más la excitación, se alcanza una condición en la que el filamento
que une dos gotas sucesivas antes de la desintegración se separa de
la gota trasera y se fusiona con la gota delantera formando una cola
delantera. Un aumento adicional en la excitación puede conducir, en
ciertos casos, a un comportamiento no uniforme de la formación de
la gota, incluyendo el regreso a las condiciones no deseadas de
formación de satélites o de formación de fusiones traseras.
Supervisando de este modo, mediante la
observación visual, las formaciones de gotas en tiempo real a medida
que se varían las amplitudes de las excitaciones acústicas, es
posible calibrar el aparato para eliminar completamente o minimizar
la formación de satélites.
La figura 12 es un diagrama de bloques que
ilustra una manera en la que puede hacerse funcionar y calibrarse
una impresora de inyección de tinta según la presente invención tal
como se describió anteriormente. La impresora de inyección de tinta
ilustrada en la figura 12 incluye un cabezal 20 de impresión que
monta una línea de boquillas 21 que descarga, cada una, una
corriente de gotas de tinta líquida hacia un sustrato 22 para su
deposición sobre el mismo según un patrón que se desea imprimir. Tal
como se ha descrito brevemente anteriormente, y como se describe
más particularmente en las patentes mencionadas anteriormente
incorporadas en el presente documento como referencia, el cabezal
20 de impresión incluye un depósito de tinta líquida y un
dispositivo de perturbación piezoeléctrico para producir una
corriente de gotas de tinta líquida originalmente a lo largo del
eje de la respectiva boquilla, pero cargadas selectivamente mediante
las placas 23 de carga y desviadas por las placas 24 de desviación
según el patrón que se desee imprimir sobre el sustrato.
Tal como se muestra en la figura 12, el
funcionamiento global del aparato lo controla un controlador 25 de
sistema según los datos introducidos a través de un dispositivo 26
de entrada. El controlador 25 de sistema controla las cargas
aplicadas a las placas 23 de carga por medio de un circuito 27
cargador y un circuito 28 de desplazamiento de fase. El controlador
25 controla también las cargas que han de aplicarse a las placas 24
de deflector a través de un circuito 29 de deflector. Tal como se
muestra además en la figura 12, el controlador 25 controla además
la unidad 30 mecánica de impresora, la unidad 31 eléctrica de
impresora (por ejemplo el dispositivo piezoeléctrico de
perturbación), la unidad 32 de sustrato, y una pantalla 33.
La figura 12 ilustra también los componentes
adicionales para controlar el funcionamiento del aparato tal como
se describió anteriormente, y en particular para calibrarlo tal como
se describió con respecto a las figuras 7 a 11. Por tanto, tal como
se muestra en la figura 12, para calibrar el aparato, el sistema
está dotado de una unidad de iluminación estroboscópica, designada
en general por 40, que incorpora la unidad 10 en la figura 7 y la
unidad 10a en la figura 7a, y de una unidad de formación de imágenes
de vídeo, designada en general por 41, que incorpora la unidad 11
en la figura 7 y la unidad 11a en la figura 7a. La unidad 40 de
iluminación puede ser un dispositivo estroboscópico de LED que tiene
la capacidad de destellar a una frecuencia igual a la frecuencia de
generación de la gota; y la unidad 41 de formación de imágenes de
vídeo puede incluir una o más cámaras CCD y una o más ópticas de
formación de imágenes que pueden capturar las gotas de tinta "en
el vuelo" tanto aguas arriba (para calibración de formación de la
gota) como aguas abajo (para calibración de velocidad, alineación y
fase). La unidad 41 de formación de imágenes de vídeo visualiza las
gotas de tinta en una pantalla 42, y/o las almacena digitalmente y
las procesa con una capturadora de fotogramas de un ordenador, para
permitir la calibración automática del aparato según se describió
anteriormente con respecto a las figuras 7 a 11. El dispositivo 40
estroboscópico de LED incluye una unidad, mostrada en 43, también
controlada por el controlador 25 de sistema.
Tal como se describió anteriormente, una
condición importante para el funcionamiento correcto de la impresora
es la velocidad de la corriente de gotas de tinta que caen
libremente, que puede observarse y calcularse la velocidad en
tiempo real. El cálculo de la velocidad de la gota de tinta puede
realizarse de manera manual, por ejemplo por comparación con tablas
de referencia o diagramas, o puede calcularse de manera automática.
La figura 12 por tanto ilustra la inclusión de un ordenador 44 para
hacer este cálculo de manera automática.
Tal como se ha indicado además anteriormente,
los errores de impresión resultado de variaciones en la formación
de la gota dentro de la condición de cola delantera aceptable, y la
velocidad de la gota, pueden corregirse ajustando las tensiones de
carga aplicadas a las placas 23 de carga puesto que la cantidad de
desviación experimentada por las gotas de tinta depende no sólo de
la velocidad de la gota, sino también de la tensión sobre las placas
que determinan la carga de las gotas. Así, el controlador 25 de
sistema podría incluir un dispositivo 45 de entrada manual (o
automática) para controlar el circuito 27 cargador para compensar
errores de velocidad de la gota o carga de la gota incorrecta.
Los errores de impresión resultado del ajuste de
fase incorrecto entre los impulsos de carga aplicados a las gotas
de tinta en las boquillas 21 y los tiempos de desprendimiento de la
gota de tinta, pueden corregirse mediante una entrada 46 al
controlador 25 de sistema que controla el circuito 28 de
desplazamiento de fase.
La formación de satélites en las gotas de tinta
puede suprimirse mediante una entrada 47 al controlador 25 de
sistema para controlar la unidad 31 de perturbación piezoeléctrica.
Tal como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de
perturbación dentro del cabezal 20 de impresión puede controlarse
para producir una forma óptima de las gotas de tinta y sin
satélites, o sustancialmente sin ellos.
La figura 13 ilustra un aparato, similar al de
la figura 12, pero dotado de un segundo dispositivo sensor,
concretamente una segunda cámara designada en la misma por 50, que
tiene un eje 50a de sensor que forma un ángulo predeterminado con
el eje 41a de la cámara 41. Las salidas de las dos cámaras 41, 50 se
alimentan al controlador 25 de sistema que procesa estas salidas,
junto con el ángulo predeterminado entre los ejes de las dos
cámaras, para calcular cualquier desviación de la corriente de gotas
de tinta de sus ejes de boquilla respectiva (a) en la dirección
paralela a la fila de boquillas 21 (desplazamiento en el eje X), y
(b) en la dirección perpendicular a la fila de boquillas
(desplazamiento en el eje Y). El controlador 25 de sistema corrige
en X calculado para una boquilla particular controlando el circuito
27 cargador para ajustar la tensión de carga aplicada a las placas
23 de carga para la boquilla respectiva. El controlador 25 de
sistema corrige el desplazamiento en Y calculado para una boquilla
particular ajustando el sincronismo de los datos de entrada desde
el dispositivo 26 de entrada aplicado por el controlador 25 de
sistema a la boquilla respectiva.
En todos los demás aspectos, el aparato
ilustrado en la figura 13 funciona de la misma manera que se
describió anteriormente con respecto a la figura 12, y por tanto
las partes correspondientes se identifican con los mismos números
de referencia para facilitar la comprensión.
La figura 14 ilustra una configuración para
medir el desplazamiento en el eje X y el desplazamiento en el eje Y
a partir de la salida de las dos cámaras 41, 50, en la que el ángulo
"\alpha-" es el ángulo predeterminado conocido entre sus
ejes respectivos. Por ejemplo, el ángulo "\alpha-" podría ser
45º. Tal como se indica en la figura 14, hay parámetros geométricos
que definen la configuración. Estos incluyen la separación (dX, dY)
entre el dispositivo 61 de formación de imágenes y el dispositivo 62
de formación de imágenes, el ángulo (\alpha) entre el dispositivo
61 de formación de imágenes y el dispositivo 62 de formación de
imágenes, las longitudes focales f1 y f2 de los dispositivos 61 y
62 de formación de imágenes respectivamente, y las posiciones
(f1_{x}, f1_{y}) y (f2_{x}, f2_{y}) de las lentes de los
dispositivos 61 y 62 de formación de imágenes respectivamente.
Tal como se indica en la figura 14, se formará
la imagen en (x_{i}, o) de un chorro en una posición (x, y) en el
plano de objeto, mediante el dispositivo 61 de formación de imágenes
y en (x1+dX, dY) mediante el dispositivo 62 de formación de
imágenes, mientras que se formará la imagen en (S1x, S1y) de un
chorro en una posición (xn, yn) en el plano de objeto mediante el
dispositivo 61 de formación de imágenes y en (S2x, S2y) mediante el
dispositivo 62 de formación de imágenes.
Durante la calibración, se capturan varios
fotogramas mediante los dispositivos 61 y 62 de formación de
imágenes en posiciones (x_{i}, y_{i}) de chorro sucesivas.
Estos fotogramas se digitalizan a través de una capturadora de
fotogramas. A partir de los valores de (Si1x, Si1y) y (Si2x, Si2y),
pueden derivarse los valores de desplazamiento en x y
desplazamiento en y para cada chorro.
El objeto es medir la posición geométrica de las
corrientes de chorros con alta precisión utilizando una disposición
estroboscópica de dispositivos de formación de imágenes.
En la figura 14 hay siete parámetros geométricos
que no pueden establecerse o medirse de manera precisa, mientras
que al mismo tiempo se requieren sus valores para realizar la
medición requerida con la precisión requerida. Los siete parámetros
son:
Dx = la separación en el eje x entre el centro
del dispositivo 61 de formación de imágenes y el centro del
dispositivo 62 de formación de imágenes;
Dy = la separación en el eje y entre el centro
del dispositivo 61 de formación de imágenes y el centro del
dispositivo 62 de formación de imágenes;
\alpha = el ángulo entre el dispositivo 61 de
formación de imágenes y el dispositivo 62 de formación de
imágenes;
f1 = la longitud focal del dispositivo 61 de
formación de imágenes;
f2 = la longitud focal del dispositivo 62 de
formación de imágenes;
c1 = el centro del plano de imagen sobre el CCD
en el dispositivo 61 de formación de imágenes.
C2 = el centro del plano de imagen sobre el CCD
en el dispositivo 62 de formación de imágenes.
El método emplea medición múltiple de cada
chorro, mientras que cada medición se realiza en una posición
ligeramente diferente del soporte móvil de las cámaras respecto a
la línea de chorros. El movimiento del soporte móvil se mide de
manera precisa mediante un encóder. El movimiento del soporte móvil
se ajusta para que sea predominantemente paralelo a la fila de
boquillas (o en lenguaje alternativo, al plano definido por los
chorros).
Para cada posición de medición, se miden un
determinado número de chorros (por ejemplo tres chorros)
simultáneamente mediante las dos cámaras 41, 50. Según las leyes de
la óptica geométrica, se derivará un conjunto de ecuaciones para
cada cámara para cada posición de medición. Por tanto, si se
realizan "n" mediciones, se obtendrá un conjunto de 2n
ecuaciones que tienen la forma general:
y_{n}A_{1} =
x_{n}B_{1} +
C_{1}
y_{n}A_{2} =
x_{n}B_{2} +
C_{2}
Donde A_{1,2}, B_{1,2} y C_{1,2}
representan ecuaciones entre los parámetros geométricos y las
cantidades medidas (x, S1x, S1y, S2x, S2y).
La solución para este conjunto de ecuaciones,
para cada valor de n, es:
- Xn = (C2A1-C1A2)/B1A2-B2A1)
- Yn = (XnB2+C2)/A2
Es posible una solución numérica para las
ecuaciones anteriores una vez que se conocen los valores de los
parámetros geométricos. En el método empleado, se encontró una
solución que supera la necesidad de medir los parámetros
geométricos, pero que en su lugar los calcula a partir del conjunto
de ecuaciones y mediciones empleando las etapas siguientes:
i) se define un conjunto de parámetros
iniciales;
ii) utilizando este conjunto de parámetros
iniciales, se calculan las posiciones de cada chorro. Para cada
chorro habrá varias soluciones puesto que cada chorro se mide varias
veces en diferentes posiciones de cámara (según el movimiento del
soporte móvil);
iii) se calcula el error de posición cuadrática
para cada chorro a partir de las soluciones en ii) anteriores;
iv) se cambian los parámetros geométricos
iniciales hasta que se obtienen los errores cuadráticos mínimos
para todos los chorros. Este proceso de optimización se realiza en
etapas sucesivas en las que inicialmente sólo se varía un número
reducido de parámetros geométricos, por ejemplo, si se varían cuatro
parámetros de los siete posibles parámetros habrá 3^{7} conjuntos
diferentes de parámetros. Posteriormente, sólo un número limitado
de los conjuntos diferentes posibles se elegirán que den el error
mínimo (por ejemplo 10 conjuntos); y alrededor de este grupo
reducido de conjuntos preferidos se analizarán conjuntos ligeramente
diferentes;
v) el resultado final del algoritmo y el método
de cálculo proporciona el conjunto óptimo de parámetros geométricos
que ha de utilizarse para calcular las posiciones de los chorros y a
partir de las mediciones realizadas, proporciona la posición x e y
para cada chorro.
Aunque la invención se ha descrito con respecto
a varias realizaciones preferidas, se observará que éstas se
exponen meramente con fines de ejemplo, y que pueden realizarse
muchas otras variaciones, modificaciones y aplicaciones de la
invención, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Método de funcionamiento de un aparato de
impresión para imprimir un patrón deseado sobre un sustrato, que
comprende:
descargar una corriente continua de gotas (5) de
tinta líquida desde una boquilla (2; 21) a lo largo del eje (3) de
boquilla hacia el sustrato (4); y
cargar (6) selectivamente dichas gotas de tinta
líquida con cargas de múltiples niveles para desviarlas
selectivamente diferentes cantidades con respecto al eje de
boquilla para de ese modo dirigir algunas de las gotas de tinta
líquida a diferentes ubicaciones (9a a 9n) sobre el sustrato para
imprimir dicho patrón deseado sobre el mismo, mientras que otras
gotas de tinta líquida que no han de imprimirse se interceptan
mediante una canaleta (8) antes de alcanzar el sustrato (4),
caracterizado porque dicho método
comprende
dividir la corriente de gotas de tinta
descargada desde la boquilla (2; 21) en dos corrientes mediante
impulsos de carga de dos niveles de carga y de fases
apropiadas;
detectar (10, 11; 40, 50) ópticamente las dos
corrientes de gotas de tinta para determinar errores de velocidad,
y/o errores de ajuste de fase de carga entre los impulsos de carga
respectivos y el sincronismo de formación de la gota física en la
corriente que sale de la boquilla (2; 21); y
controlar (25) los impulsos de carga y/o el
sincronismo de formación de la gota para corregir dichos
errores.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los errores de ajuste de fase de carga
se detectan y se corrigen (27, 28) mediante la corrección del
retardo de tiempo entre el impulso de carga respectivo y la
separación de la gota física en la corriente que sale de la boquilla
(4).
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los errores de velocidad se detectan y
se corrigen (27) modificando los niveles de las cargas aplicadas a
las gotas de tinta.
4. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dichas dos corrientes de gotas de tinta
se detectan óptimamente en el vuelo iluminándolas con luz (40)
estroboscópica a la frecuencia de la formación de la gota.
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan al menos dos dispositivos
(41, 50) sensores ópticos para detectar las gotas de tinta líquida
de cada una de dichas corrientes, teniendo dichos dispositivos (41,
50) sensores ejes de sensor que forman un ángulo predeterminado
entre sí; y
las salidas de dichos dispositivos (41, 50)
sensores, incluyendo dicho ángulo predeterminado de sus ejes de
sensor, se utilizan para calcular desviaciones en el eje X y en el
eje Y de la corriente respectiva de gotas de tinta desde el eje de
boquilla respectivo en la dirección paralela a dicha fila de
boquillas (2; 21), y en la dirección perpendicular a dicha fila de
boquillas (2; 21), respectivamente.
6. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque cada uno de dichos sensores ópticos
incluye una cámara (41, 50) que tiene una lente de formación de
imágenes.
7. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicha desviación en el eje X calculada
para una boquilla (2; 21) particular se corrige (27) ajustando las
tensiones de carga para la boquilla (2; 21) respectiva.
8. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicha desviación en el eje Y calculada
para una boquilla (2; 21) particular se corrige ajustando (28) el
sincronismo de dichos datos de entrada a la boquilla (2; 21)
respectiva.
9. Aparato de impresión para imprimir un patrón
deseado sobre un sustrato, que comprende:
una boquilla (2; 21) para formar y descargar una
corriente continua de gotas (15) de tinta líquida a lo largo del eje
de boquilla hacia el sustrato (4; 22);
placas (6; 23) de carga para cargar
selectivamente las gotas de tinta líquida con cargas de múltiples
niveles;
placas (7; 24) de desviación para desviar
selectivamente las gotas de tinta líquida diferentes cantidades con
respecto al eje de boquilla para de ese modo dirigir algunas de las
gotas de tinta líquida a diferentes ubicaciones (9a a 9n) sobre el
sustrato (4; 22) para imprimir el patrón deseado sobre el mismo;
una canaleta (8) para interceptar, antes de
alcanzar el sustrato (4; 22), las gotas de tinta líquida que no han
de imprimirse;
un dispositivo (11; 41, 50) sensor para detectar
dichas gotas de tinta descargadas por dicha boquilla (2; 21) hacia
el sustrato (4; 22); y
un sistema (25) de control para controlar dichas
placas (6;23) de carga y dichas placas (7; 24) de desviación;
caracterizado porque dicho sistema (25) de control está
diseñado:
- (a)
- para controlar dichas placas (6; 23) de carga y dichas placas (7; 24) de desviación para dividir la corriente de gotas de tinta descargada por dicha boquilla (2; 21) en dos corrientes mediante impulsos de carga de dos niveles de carga y de fases apropiadas; y
- (b)
- también para procesar la salida de dicho dispositivo (11; 41, 50) sensor para determinar, y para corregir (27, 28, 29) errores de velocidad, y/o errores de ajuste de fase de carga entre los impulsos de carga respectivos y el sincronismo de formación de la gota física en la corriente que sale de la boquilla (2; 21).
10. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicho aparato comprende además un
dispositivo (10; 40) de iluminación estroboscópica para iluminar la
corriente de gotas descargada desde la boquilla (2; 21) a la
frecuencia de la formación de la gota; incluyendo dicho dispositivo
(11; 41, 50) sensor un dispositivo (11; 41, 50) de formación de
imágenes de vídeo para formar imágenes y visualizar la corriente de
gotas de tinta líquida descargada desde la boquilla (2; 21).
11. Aparato según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho dispositivo (11; 41, 50) de
formación de imágenes de vídeo incluye una cámara CCD y una lente de
formación de imágenes.
12. Aparato según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho dispositivo (10; 40) de
iluminación estroboscópica es un LED.
13. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado porque:
dicho aparato de impresión incluye una
pluralidad de dichas boquillas (21) para formar y descargar una
corriente continua de gotas de tinta líquida desde cada boquilla
(21) a lo largo del eje de boquilla hacia el sustrato; teniendo
dicha pluralidad de boquillas (21) ejes de boquilla dispuestos en
al menos una fila, controlándose cada una de dichas boquillas
selectivamente mediante datos de entrada según el patrón que se
desea imprimir;
cada una de dichas boquillas (21) incluye dichas
placas (23) de carga para cargar selectivamente las gotas de tinta
líquida, y placas (24) de desviación para desviar selectivamente las
gotas de tinta líquida;
dicho aparato incluye al menos dos de dichos
dispositivos (41,50) sensores para detectar las gotas de tinta
líquida de cada una de dichas corrientes, teniendo dichos
dispositivos (41, 50) sensores ejes de sensor que forman un ángulo
predeterminado entre sí; y
dicho sistema (25) de control procesa las
salidas desde dichos dispositivos (41, 50) sensores, calcula
desviaciones en el eje X y en el eje Y de la corriente respectiva
de gotas de tinta desde el eje de boquilla respectivo en la
dirección paralela a dicha fila de boquillas (21), y en la dirección
perpendicular a la fila de boquillas (21), respectivamente, y
corrige el patrón impreso por la boquilla (21) respectiva según las
desviaciones calculadas.
14. Aparato según la reivindicación 13,
caracterizado porque dichos dispositivos (41, 50) sensores
son sensores ópticos, y dichas corrientes de gotas de tinta se
iluminan con luz (10; 40) estroboscópica a la misma frecuencia que
la formación de la gota.
15. Aparato de impresión según la reivindicación
14, caracterizado porque cada uno de dichos sensores (41,
50) ópticos incluye una cámara que tiene una lente de formación de
imágenes.
16. Aparato de impresión según la reivindicación
13, caracterizado porque dicho sistema (25) de control
corrige dichas desviaciones en el eje X para una boquilla
particular ajustando las tensiones (27) de carga aplicadas a la
boquilla (21) respectiva.
17. Aparato según la reivindicación 13,
caracterizado porque dicho sistema de control corrige dichas
desviaciones en el eje Y para una boquilla (21) particular ajustando
el sincronismo (28) de dichos datos de entrada a la boquilla (21)
respectiva.
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