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Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drucken auf Gegenstände, umfassend eine Druckstation für den druckformlosen Druck.
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Beim Drucken wird zwischen druckformlosen Drucken (NIP - Non Impact Printing) und Drucken mit Druckform unterschieden. Zum Drucken mit Druckform gehört beispielsweise der Offsetdruck, bei welchem die Druckpressung wirksam ist. Zu den druckformlosen Druckprinzipien gehört der Inkjet-Druck.
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In
DE 10 2016 223 748 A1 ist eine Vorrichtung zum Transport von Bogen innerhalb einer Inkjet-Druckmaschine beschrieben, die ein Linearantriebssystem zur Bewegung von Trägern zur Aufnahme von Bogen aufweist. Inkjet-Druckköpfe der Druckmaschine sind mit Sensorköpfen ausgestattet, welche auf den Trägern angebrachte Maßverkörperungen erkennen und entsprechend das Auslösen des jeweiligen Druckkopfs steuern.
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In
DE 10 2007 024 602 A1 ist ein Planarmotor beschrieben, der einen Stator aufweist, bei dem auf einem Grundelement in der Ebene Magnete angeordnet sind. Oberhalb der Magnete befindet sich ein bewegliches Teil mit der zu positionierenden Last. Dieses bewegliche Teil enthält längliche Spulen. Durch geeignetes Bestromen dieser Spulen lässt sich das bewegliche Teil des Planarmotors in X- und Y-Richtung sehr genau positionieren.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine weitere Druckvorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Drucken auf Gegenstände, umfassend eine Druckstation für den druckformlosen Druck, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planarmotorsystem vorhanden ist, das die Gegenstände zur Druckstation transportiert.
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Vorteile sind, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zu bedruckenden Objekte bezüglich aller sechs Freiheitsgrade mit hoher Präzision positioniert werden können und dabei Unebenheiten und Lageabweichungen kompensiert werden können.
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Es sind verschiedene Weiterbildungen möglich:
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Das Planarmotorsystem kann mindestens ein Tablett aufweisen, das den jeweiligen Gegenstand trägt und sich entlang einer Trasse in der Horizontalebene bewegt.
Die Gegenstände können Druckbogen sein und jedes Tablett kann Klemmgreifer zum Halten eines Bogens aufweisen.
Die Klemmgreifer können in eine Passivposition im Inneren des Tabletts versenkbar sein. Das Planarmotorsystem kann eine Platte aufweisen, welche jedes Tablett magnetisch trägt und den Verlauf der Trasse bestimmt.
Die Platte kann elektrische Spulen aufweisen und in jedes Tablett kann mindestens ein Permanentmagnet integriert sein.
Das Planarmotorsystem kann derart angesteuert sein, dass jedes Tablett mit dem Gegenstand mehrmals die Druckstation passiert.
Die Trasse kann zumindest abschnittsweise ringförmig sein und jedes Tablett kann entlang der Trasse zirkulieren.
Die Trasse kann eine Linie mit zwei Eckpunkten sein und jedes Tablett kann sich zwischen den zwei Eckpunkten entlang der Trasse hin und her bewegen.
Das Planarmotorsystem kann mehrere Tabletts umfassen und derart angesteuert sein, dass die Tabletts gemeinsam einen zu bedruckenden Gegenstand tragen.
Es kann ein Sensorsystem zum Justieren von jedem Tablett vorhanden sein, wobei das Sensorsystem Sensoren umfassen kann, die in der Platte angeordnet sind.
Die Sensoren können in Transportrichtung entlang der Trasse gesehen vor der Druckstation angeordnet sein.
Es kann ein Trockner zum Trocknen der bedruckten Gegenstände vorhanden sein.
Die Druckstation kann mindestens einen Druckkopf für Inkjet-Druck aufweisen.
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Weiterbildungen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der zugehörigen Zeichnung, worin zeigt:
- 1: die Gesamtdarstellung einer Vorrichtung für druckformloses Drucken in der Draufsicht,
- 2: eine Detaildarstellung gemäß der Blickrichtung II in 1 und
- 3 und 4: eine Modifikation der Druckvorrichtung.
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In den 1 bis 4 sind einander entsprechende Bauteile und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt von oben gesehen eine Vorrichtung für druckformloses Drucken (NIP - Non Impact Printing). Im hinzugefügten Koordinatensystem ist erkennbar, dass die Horizontalebene 1 durch die Achsen x und y aufgespannt wird und die Achse z demzufolge die Vertikalachse ist. In der Horizontalebene 1 liegt die ebene Oberfläche einer Platte 2, worunter auch eine Hohlplatte oder ein flacher Kasten verstanden wird. Bei der Platte 2 kann es sich um den Boden eines Drucksaals oder eine große Tischplatte, die in dem Drucksaal steht, handeln.
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Oberhalb der Platte 2 sind eine Druckstation 3 mit einem oder mehreren Druckköpfen 4 für Inkjet, eine Lackierstation 5 und ein Trockner 6 entlang einer Trasse 7 angeordnet. Entlang der Trasse 7 laufen Tabletts 8, welche die zu bedruckenden Gegenstände - im Speziellen Bogen 9 - tragen. Die Bogen 9 bestehen aus Papier, Karton oder sind Folien aus Kunststoff oder Blech. Jedes Tablett 8 weist für die Bogen 9 eine Bogenauflagefläche 22 auf.
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Es ist möglich, dass die Trasse 7 eine gerade Linie mit Endpunkten bildet und nur ein einziges Tablett vorhanden ist, das zwischen den beiden Endpunkten hin und her läuft. Ebenso ist möglich, dass die Trasse 7 ringförmig ist und auf ihr ein oder mehrere Tabletts 8 zirkulieren. Dargestellt ist ein Trassensystem, bei dem die Trasse 7 einen geradlinigen Hauptpfad 10 und ringförmige Nebenpfade 11, 12 umfasst, die vom Hauptpfad 10 abzweigen und in ihn wieder einmünden.
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2 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung in Seitenansicht. Die Platte 2 weist in diese integrierte elektrische Spulen 13 auf, die an eine in der Zeichnung nicht dargestellte elektronische Steuerung angeschlossen sind. Die Spulen 13 sind in einer Matrix angeordnet, welche sich in der Horizontalebene 1 erstreckt. Die Tabletts 8 weisen Permanentmagnete 14 auf, die zusammen mit den Spulen 13 ein Planarmotorsystem 15 bilden. Das Planarmotorsystem 15 ist derart angesteuert, dass es die Tabletts 8 entlang der Trasse 7 bewegt, wobei durch nacheinander erfolgende Aktivierung der Spulen 13 der Vortrieb der Tabletts 8 bewirkt wird. Dabei werden die Tabletts 8 durch die zwischen den Spulen 13 und Permanentmagneten 14 wirksamen Kräfte magnetisch ohne Berührung mit der Platte 2 getragen. Die Platte 2 bildet also den Stator und die Tabletts 8 bilden die Läufer des Planarmotorsystems 15.
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Jedes Tablett 9 hat einen ersten Klemmgreifer 16 zum Halten der Vorderkante und einen zweiten Klemmgreifer 17 zum Halten der Hinterkante des von ihm transportierten Bogens 9.
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In Transportrichtung T der Bogen 9 vor der Druckstation 3 ist ein Sensorsystem 18 zur Lageregelung der Tabletts 8 angeordnet, mit dem die Lage der Bogenkanten und der Bogenabstand zur Druckstation - die sogenannte Bogenhöhe - präzise eingestellt wird. Das Sensorsystem 18 misst berührungslos und liefert Daten zur Ansteuerung der Spulen 13 an die bereits erwähnte elektronische Steuerung. Das Sensorsystem 18 umfasst einen oder mehrere Sensoren 19, mit denen die Vorderkante des Bogens 9 erfasst wird und dieser in Richtung der Achse y justiert wird, indem die Position des Tabletts 8 korrigiert wird. Weiterhin umfasst es einen oder mehrere Sensoren 20, mit denen die Seitenkante des Bogens 9 erfasst wird und dieser durch entsprechende Ansteuerung des Tabletts 8 in Richtung der Achse x justiert wird. Um den Bogen 9 in Richtung der Achse z zu justieren, umfasst das Sensorsystem 18 einen oder mehrere Sensoren 21.
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Ausgehend von den Messdaten des Sensorsystems 18 kann das jeweilige Tablett 8 durch entsprechende Ansteuerung der Spulen 13 um seine Längsachse (Rollachse) R, Querachse (Nickachse) N und Vertikalachse (Gierachse) G rotiert werden, um die für den Druckprozess erforderliche Position des Tabletts 8 und damit des darauf festgehaltenen Bogens 9 zu justieren.
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Das Sensorsystem 18 ermöglicht eine passerhaltige Ausrichtung des Bogens 9, wenn dieser entlang der Trasse 7 zirkuliert und dabei die Druckstation 3 mehrere Male passiert, wobei jedes Mal eine andere Farbe auf den Bogen 9 gedruckt wird. Diese Zirkulation kann entlang dem ringförmigen Nebenpfad 11 erfolgen, wobei diesen das Tablett 8 mit den Bogen 9 erst dann verlässt, wenn auf letzteren alle erforderlichen Farben gedruckt sind. Das Tablett 8 kann beim umlaufweisen Bedrucken der Bogen 9 auch entlang des Nebenpfads 12 zirkulieren, um durch den Trockner 6 nach dem Drucken jeder Farbe diese zu trocknen. Nach dem Drucken der letzten Farbe des Mehrfarbdrucks kann der vom Tablett 8 transportierte Bogen 9 in der Lackierstation 5 lackiert und gegebenenfalls im Trockner 6 noch einmal getrocknet werden, bevor das Tablett 8 mit dem Bogen 9 den Nebenpfad 12 verlässt und sich entlang dem Hauptpfad 10 zu einer Bogenablage bewegt.
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In den 3 und 4 ist eine Modifikation gezeigt, bei der mehrere Tabletts 8 zusammen in einer Formation einen zu bedruckenden Gegenstand - hier einen Bogen 9 - tragen. Die Darstellung in 3 entspricht der in 4 angegebenen Blickrichtung III und die Darstellung in 4 entspricht der in 3 angegebenen Blickrichtung IV. Das Planarmotorsystem 15 ist derart angesteuert, dass die Tabletts 8 bei Wahrung eines konstanten Abstands zueinander in Transportrichtung T angetrieben werden und dabei das gezeigte Tablett-Array bilden, auf dem der Bogen 9 liegt.
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Da die Klemmgreifer 16, 17 in ihrer Aktivposition über die Bogenauflageflächen 22 der Tabletts 8 ragen und sich der Bogen 9 über mehrere Tabletts 8 des Arrays ununterbrochen erstreckt, ist es erforderlich, die unter dem Bogen 9 liegenden Klemmgreifer 16, 17 in eine Passivposition ins Tablett 8 zu versenken. Nur die die Bogenkanten haltenden Klemmgreifer 16, 17 der im Array vorderen und hinteren Tabletts 8 verbleiben in ihrer Aktivposition.
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Um den Bogen 9 während seines Transports zu straffen, kann das Planarmotorsystem 15 derart angesteuert sein, dass die äußeren Tabletts 8 eine Bewegung B voneinander weg nach außen ausführen. Hierbei könnte es auch vorgesehen sein, dass bestimmte Tabletts 8 um einen 90° betragenden Winkel in der Horizontalebene 1 relativ zu den übrigen Tabletts 8 des Arrays verdreht sind, um mit ihren Klemmgreifern den Bogen 9 an seinen Seitenkanten festzuhalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Horizontalebene
- 2
- Platte
- 3
- Druckstation
- 4
- Druckkopf
- 5
- Lackierstation
- 6
- Trockner
- 7
- Trasse
- 8
- Tablett
- 9
- Bogen
- 10
- Hauptpfad
- 11
- Nebenpfad
- 12
- Nebenpfad
- 13
- Spule
- 14
- Permanentmagnet
- 15
- Planarmotorsystem
- 16
- erster Klemmgreifer
- 17
- zweiter Klemmgreifer
- 18
- Sensorsystem
- 19
- Sensor
- 20
- Sensor
- 21
- Sensor
- 22
- Bogenauflagefläche
- B
- Bewegung
- T
- Transportrichtung
- x
- Achse
- y
- Achse
- z
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016223748 A1 [0003]
- DE 102007024602 A1 [0004]
