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Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Da jeder Halt eines Bedruckstoffbogens den Druckprozess verlangsamt, erfolgt eine Ausrichtung der Bogen vor dem Bedrucken herkömmlicherweise mit Hilfe von Servoantrieben am laufenden Bogen. Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung des Bogens führen dazu, dass die Position des Druckbildes relativ zu den Bogenkanten streut. Für die nachfolgende Weiterverarbeitung, z. B. in einer Stanzmaschine, muss der Bogen angehalten werden, dies geschieht typischerweise, indem die Vorderkante des Bogens an einen Anschlag stößt. Wenn zuvor das Druckbild nicht exakt in Bezug auf die Vorderkante platziert worden ist, führt die Ausrichtung der Bogenvorderkante zu einer Streuung der Position des Druckbildes relativ zum weiterverarbeitenden Werkzeug, so dass z. B. die Position von Stanzschnitten nicht exakt mit dem Druckbild harmoniert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmaschine zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die verstellbare Lagerung des Druckwerkzeugs es über eine Anpassung der Position des Druckwerkzeugs eine exakte Platzierung des Druckbildes auf einem Bedruckstoff, z. B. Bedruckstoffbogen, kurz Bogen auch dann ermöglicht, wenn dieser selbst nicht exakt ausgerichtet ist und/oder die elektronische Ansteuerung der Druckwerkzeuge keine kontinuierlichen Korrekturen zur Kompensation ermöglichen.
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Das Druckwerkzeug ist vorzugsweise ein Tintenstrahldruckkopf. Um ein Bedrucken eines Bogens in einer kontinuierlichen Bewegung zu ermöglichen, sollte der Tintenstrahldruckkopf eine sich quer zur Transportrichtung über die gesamte Breite des Druckbildes erstreckende Düsenzeile aufweisen, deren Farbausstoß in bekannter Weise, während der Bogen am Tintenstrahldruckkopf vorbeibewegt wird, anhand von digitalen Bilddaten zeitlich moduliert wird. Das im Vergleich zu anderen, insbesondere Farbe mit Hilfe von Walzen übertragenden Druckwerkzeugen geringe Gewicht des Tintenstrahldruckkopfs erleichtert eine schnelle Korrektur der Position des Druckwerkzeugs in der kurzen Zeitspanne, die jeweils zwischen zwei Durchgängen von aufeinanderfolgenden Bogen zur Verfügung steht.
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Die Amplitude der Korrekturbewegung ist im Allgemeinen gering, doch müssen beträchtliche Kräfte zur Verfügung stehen, um in der verfügbaren Zeit das Druckwerkzeug zu beschleunigen und in der Zielposition wieder zum Stehen zu bringen. Diese Anforderungen können insbesondere durch einen Piezoaktor als Stellglied erfüllt werden.
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Um das Druckwerkzeug um eine zur zu bedruckenden Oberfläche senkrechte Achse schwenken zu können, ist es vorzugsweise an einer zweiten Seite des Transportwegs in der Transportrichtung fest gelagert.
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Zum Drucken von mehreren Farben kann die Druckmaschine mehrere den Transportweg kreuzende Druckwerkzeuge aufweisen.
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Wenn jedem dieser mehreren Druckwerkzeuge jeweils wenigstens ein eigenes Stellglied zugeordnet ist, können die Stellglieder auch zum Justieren der Parallelität der Druckwerkzeuge untereinander eingesetzt werden.
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An der zweiten Seite des Transportwegs kann das Druckwerkzeug quer zur Transportrichtung geführt sein, und ein zweites Stellglied kann zum Verstellen des Druckwerkzeugs quer zur Transportrichtung vorgesehen sein. Wenn mehrere Druckwerkzeuge vorhanden sind, kann das zweite Stellglied genutzt werden, um einen Querversatz zwischen Düsen aufeinanderfolgender Druckwerkzeuge zu justieren. Eine vom rechten Winkel zur Transportrichtung abweichende Ausrichtung des Druckwerkzeugs führt zu einer parallelogrammförmigen Verzerrung des Druckbildes. Das zweite Stellglied kann auch genutzt werden, um diese Verzerrung zu korrigieren, indem während des Druckens auf einen Bedruckstoffbogen das Druckwerkzeug quer zur Transportrichtung bewegt wird.
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Ein Bogenkantendetektor sollte vorgesehen sein, um eine eventuelle Schrägstellung einer Vorderkante eines Bedruckstoffbogens zu erfassen und anhand der erfassten Schrägstellung das wenigstens eine Stellglied anzusteuern.
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Eine Druckmaschine, insbesondere eine Bogendruckmaschine kann zum Bedrucken von steifen Bedruckstoffbogen, etwa aus Wellpappe oder Karton ausgebildet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf einen Bogentransportweg einer erfindungsgemäßen Druckmaschine während des Bedruckens eines ersten Bogens;
- 2 eine zu 1 analoge Draufsicht während des Übergangs zum nachfolgenden Bogen;
- 3 eine zu 1 analoge Draufsicht während des Bedruckens des nachfolgenden Bogens.
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1 zeigt schematisch ein Stück eines Transportwegs 01, auf dem Bedruckstoff 02; 03, z. B. Bogen 02; 03 von einem bekannten, nicht dargestellten Bogenanleger zu einem Ausleger gefördert und dabei bedruckt werden. Der Transportweg 01 kann z. B. durch eine von einem oder mehreren umlaufenden Transportbändern umschlungene Tischplatte oder eine Abfolge von die Bogen 02; 03 unterstützenden Walzen gebildet sein, an denen die Bogen 02; 03 reibschlüssig anliegen, zum Steigern der Reibung und der daraus resultierenden Antriebskraft kann eine (nicht dargestellte) an der Oberseite der Bogen 02; 03 anliegende Klemmwalze vorgesehen sein.
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Zum Bedrucken der Bogen 02; 03 ist mindestens ein Druckwerkzeug 04,; 05; 06; 07, insbesondere mehrere Druckwerkzeuge 04; 05; 06; 07, z. B. Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 über dem Transportweg 01 angeordnet. 1 zeigt vier solche Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 zum Drucken in den Standarddruckfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb, weitere Tintenstrahldruckköpfe für Spotfarben können vorgesehen sein. Die Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 empfangen Bilddaten, die den Farbausstoß ihrer Düsen steuern, jeweils in Echtzeit von einem Prozessor 08. Einen gleichen Punkt des Druckbildes 23 betreffende Bilddaten werden jeweils zeitversetzt an die Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 übermittelt, um zu berücksichtigen, dass ein Punkt des Bogens 02, auf den der betreffende Bildpunkt gedruckt werden soll, die Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 zu verschiedenen Zeiten passiert.
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1 zeigt den Idealfall, dass die Kanten 09; 10, z. B. die Längskante 09 bzw. die Vorderkante 10 des Bogens 02; 03 exakt parallel bzw. senkrecht zur Transportrichtung 11 der Bogen 02; 03 ausgerichtet sind. In diesem Fall sind auch die Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 exakt senkrecht zur Transportrichtung 11 orientiert, um auf dem Bogen 02; 03 ein Druckbild 23 zu erzeugen, dessen Zeilen jeweils senkrecht und dessen Spalten parallel zur Transportrichtung 11 verlaufen.
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Von zwei Enden 12; 13 eines jeden langgestreckten Tintenstrahldruckkopfes 04; 05; 06; 07 ist eines - hier das an der in Transportrichtung 11 gesehen linken Seite des Transportwegs 01 gelegene Ende 12 - in einer senkrecht zur Transportrichtung 11 orientierten Schiene 14 in Transportrichtung 11 beweglich gelagert und mit Hilfe eines Stellgliedes 15, vorzugsweise eines Piezoaktors, in der Transportrichtung 11 verstellbar. Das andere Ende 13 ist auf der rechten Seite des Transportwegs 01 um eine zur Oberfläche der Bogen 02; 03 senkrechte Achse schwenkbar gelagert.
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Der Prozessor 08 ist an einen Bogenkantendetektor 16 angeschlossen, um eine eventuelle Fehlstellung des nachfolgenden Bogens 03 zu erfassen. Der Bogenkantendetektor 16 ist vor den Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 am Transportweg 01 angeordnet. Er umfasst zwei Durchgangssensoren, z. B. Lichtschranken, die quer zur Transportrichtung 11 voneinander beabstandet sind, so dass ein Zeitversatz, mit dem die zwei Durchgangssensoren den Durchgang der Vorderkante 10 des Bogens 03 erfassen, die Orientierung der Vorderkante 10 zu berechnen erlaubt.
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Zusätzliche kann mindestens ein Bogenkantendetektor zur Erfassung einer Seitenkante (parallel zur Transportrichtung 11) vorgesehen sein.
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Bei einer geringen Abweichung des Bogens 03 von der Sollorientierung genügen die Stellglieder 15, um unter Kontrolle des Prozessors 08 jeden Tintenstrahldruckkopf 04; 05; 06; 07 nach Durchlauf des Bogens 02 und vor Beginn des Druckens auf den nachfolgenden Bogen 03 parallel zu dessen Vorderkante 10 auszurichten. Die Zeilen des so auf dem Bogen 03 erzeugten Druckbildes 23 verlaufen dann zwar parallel zur Vorderkante 10 des Bogens 03, doch da die Spalten in der Transportrichtung 11 verlaufen und diese im Falle einer Fehlstellung nicht mit der Richtung der Längskanten 09 übereinstimmt, kommt es zu einer parallelogrammförmigen Verzerrung des Druckbildes 23. Wenn somit z. B. bei einer Weiterverarbeitung des Bogens 03 durch Stanzen die Orientierung der Vorderkante 10 durch Anschlagen am Stanzwerkzeug korrigiert worden ist, ist auf diese Weise zwar die Parallelität der Zeilen des Druckbildes 23 mit quer verlaufenden Stanzkanten sichergestellt, aber die Richtung der Spalten kann von in Transportrichtung 11 orientierten Stanzkanten abweichen.
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Um eine vollständige Richtungskorrektur zu ermöglichen, sind die zweiten Enden 13 der Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 jeweils in einer quer zur Transportrichtung 11 orientierten Schiene 17 (in 1 nur exemplarisch für den Tintenstrahldruckkopf 04 gezeigt) mit Hilfe eines Stellgliedes 18 verstellbar, und das gegenüberliegende Ende 12, die dortige Schiene 14 und das Stellglied 15 sind auf einem seinerseits quer zur Transportrichtung 11 beweglich geführten Schlitten 19 angeordnet.
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2 zeigt den Transportweg 01 kurz nachdem der Bogen 02 den vordersten Tintenstrahldruckkopf 04 passiert hat und unmittelbar vor Eintreffen des Bogens 03 am Tintenstrahldruckkopf 04. Der Bogen 03 ist gegenüber der Sollorientierung, wie am Beispiel des Bogens 02 bzw. als gestrichelter Umriss 03' dargestellt, um einen Winkel α verdreht. Um die Korrekturbewegungen des Tintenstrahldruckkopfes 04 deutlich zeigen zu können, ist die Richtungsabweichung zwischen den Kanten 10 des Bogens 03 und der Transportrichtung 11 mit einem Wert α = 2° stark übertrieben dargestellt.
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Durch Ausstrecken seines Stellglieds 15 ist der Tintenstrahldruckkopf 04 parallel zur Vorderkante 10 des Bogens 03 ausgerichtet. Da infolge der Drehung die Vorderkante 10 auch quer zur Transportrichtung 11 versetzt ist, ist der Tintenstrahldruckkopf 04 ferner durch das Stellglied 18 quer zur Transportrichtung 11 soweit ausgelenkt, dass Längsmittelebenen 20 des Bogens 03 und des Tintenstrahldruckkopfes 04 übereinfallen. Dazu ist das Ende 13 des Tintenstrahldruckkopfes 04 über eine Linie 21, auf der noch die Enden 13 der Tintenstrahldruckköpfe 05; 06; 07 liegen, proportional zu tan α nach rechts ausgelenkt.
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In dem Maße, wie die Lücke 22 zwischen den Bogen 02; 03 entlang des Transportweges 01 vorrückt, werden einer nach dem anderen auch die Tintenstrahldruckköpfe 05; 06; 07 durch das Stellglied 15 schräg gestellt und durch das Stellglied 18 quer verschoben. Gleichzeitig werden die Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07, während der Bogen 03 unter ihnen durchläuft und bedruckt wird, kontinuierlich quer zur Transportrichtung 11 verschoben. Während in 3 der Tintenstrahldruckkopf 04, der als letzter mit dem Drucken auf den Bogen 03 begonnen hat, noch in derselben Richtung ausgelenkt ist wie in 2 der Tintenstrahldruckkopf 04, ist bei letzterem diese Auslenkung bereits wieder aufgehoben und in ihr Gegenteil verkehrt. Die anderen Tintenstrahldruckköpfe 05; 06; 07 werden der Seitwärtsbewegung des Tintenstrahldruckkopfes 04 jeweils mit Verzögerung folgen. Die Folge hieraus ist, dass die Richtung der Spalten des auf dem Bogen 03 entstehenden Druckbildes 23 von der Transportrichtung 11 abweicht, indem die Geschwindigkeit der Querverschiebung der Tintenstrahldruckköpfe 04; 05; 06; 07 passend auf die Transportgeschwindigkeit abgestimmt wird, werden die Spalten des Druckbildes 23 exakt parallel zu den Längskanten 09 ausgerichtet. Die oben angesprochene parallelogrammförmige Verzerrung wird dadurch vermieden, das auf dem Bogen 03 erhaltene Druckbild 23 ist mit dem des Bogens 02 exakt deckungsgleich.
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In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Druckwerkzeuge 04; 05; 06; 07 z. B. an einem Druckzylinder radial angeordnet sein. Das oben erwähnte ist hierbei entsprechend anzuwenden.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Transportweg
- 02
- Bedruckstoff, Bogen
- 03
- Bedruckstoff, Bogen
- 04
- Druckwerkzeug, Tintenstrahldruckkopf
- 05
- Druckwerkzeug, Tintenstrahldruckkopf
- 06
- Druckwerkzeug, Tintenstrahldruckkopf
- 07
- Druckwerkzeug, Tintenstrahldruckkopf
- 08
- Prozessor
- 09
- Kante, Längskante
- 10
- Kante, Vorderkante
- 11
- Transportrichtung
- 12
- Ende, links
- 13
- Ende, rechts
- 14
- Schiene
- 15
- Stellglied
- 16
- Bogenkantendetektor
- 17
- Schiene
- 18
- Stellglied
- 19
- Schlitten
- 20
- Längsmittelebene
- 21
- Linie
- 22
- Lücke
- 23
- Druckbild
- 03'
- Umriss
- α
- Winkel
