DE102019121077A1

DE102019121077A1 - Drucksystem, insbesondere Tintenstrahldrucksystem, und Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE102019121077A1
Application number: DE102019121077.1A
Authority: DE
Inventors: Robert Lang
Original assignee: Canon Production Printing Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2021-02-11
Also published as: US20210039410A1; US11241898B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drucksystem, insbesondere Tintenstrahldrucksystem, mit: zumindest einem Druckkopf, der zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem vorbestimmten Druckspalt angeordnet ist; einem dem Druckkopf vorgelagerten Sensor, der zum Detektieren von etwaigen Fügestellen des Aufzeichnungsträgers ausgebildet ist; einem in dem Bereich des Druckkopfes angeordneten Beabstandungselement, welches zur Umlenkung des Aufzeichnungsträgers und Vergrößerung eines Abstandes zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger verlagerbar ausgebildet ist; einem zur Verlagerung des Beabstandungselements vorgesehenen Aktuator; und einer Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, bei Detektieren einer Fügestelle durch den Sensor den Aktuator zur Verlagerung des Beabstandungselements anzusteuern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem derartigen Drucksystem.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drucksystem, insbesondere Tintenstrahldrucksystem, und ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers, insbesondere mit einem derartigen Drucksystem.
Obwohl die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend anhand von Tintenstrahl-Drucksystemen näher erläutert wird ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Drucksysteme, insbesondere Systeme für berührungsloses Drucken, übertragbar.
Beim Tintenstrahldruckprozess wird üblicherweise ein Abstand eines Druckkopfes zu einem Aufzeichnungsträger so klein wie möglich gewählt, um eine präzise Positionierung der einzelnen Tintentropfen auf dem Aufzeichnungsträger zu erreichen. Problematisch ist dies jedoch im Falle einer an dem Aufzeichnungsträger auftretenden Fügestelle, beispielswiese in Folge eines Aufzeichnungsträgerwechsels, bei welchem oftmals ein vorangehender Aufzeichnungsträger und ein neuer Aufzeichnungsträger miteinander gefügt, insbesondere miteinander verklebt werden. Beispielsweise kann dazu eine neue Bahn des Aufzeichnungsträgers mit einer alten Bahn durch einen Klebestreifen verbunden werden. Ferner können Fügestellen auch bei der Herstellung eines Aufzeichnungsträgers vorgesehen werden und unter Umständen unvorhergesehen innerhalb einer Rolle auftauchen.
Oftmals ist an einer derartigen Fügestelle ein Überlapp zweier Aufzeichnungsträgerbahnen vorgesehen. Ferner kann die Klebestelle kann aufgrund eines Fehlers, wie einer Falte, einer abstehenden Kante, einer Welligkeit in Folge der Klebung oder dergleichen, eine deutlich größere Dicke als der eigentliche Aufzeichnungsträger aufweisen. Die Fügestelle durchläuft jedoch das gesamte Drucksystem inklusive der Druckstation, an welcher sich der Druckkopf befindet. Ein Druckkopf ist jedoch äußerst empfindlich und kann durch eine etwaige Berührung des Aufzeichnungsträgers beschädigt werden. Da Druckköpfe zu den teuersten Bauteilen eines Drucksystems gehören, wird bei Detektion einer Fügestelle das Drucksystem in der Regel zunächst angehalten, um die Druckköpfe in eine sichere Wartungsposition zu verstellen und so Beschädigungen zu vermeiden. Ein entsprechender anschließender Durchlauf der Fügestelle durch das komplette System sowie ein darauf folgender Anlauf des Drucksystems erzeugen eine recht hohe Makulatur.
Die DE 10 2013 208 753 B4 beschreibt einen beweglichen Tintenstrahl-Düsenbalken, der zwischen einer Druckposition und einer Wartungsposition relativ zu dem Aufzeichnungsträger verstellbar ist. Im Falle eines Rollenwechsels mit Klebevorgang wird der Düsenbalken daher relativ zu dem Aufzeichnungsträger bzw. einem den Aufzeichnungsträger führenden Zentralzylinder verstellt, um so den Abstand ausreichend zu vergrößern. Die Fügestelle kann dann gefahrlos an den Druckköpfen vorbei geführt werden. Allerdings ist dies ein vergleichsweise langsamer Vorgang, da die recht empfindlichen Druckköpfe nur vorsichtig mit vergleichsweise geringen Beschleunigungen bewegt werden können.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Drucksystem und ein verbessertes Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 oder durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 10 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Drucksystem, insbesondere Tintenstrahldrucksystem, mit: zumindest einem Druckkopf, der zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem vorbestimmten Druckspalt angeordnet ist; einem dem Druckkopf vorgelagerten Sensor, der zum Detektieren von etwaigen Fügestellen des Aufzeichnungsträgers ausgebildet ist; einem in dem Bereich des Druckkopfes angeordneten Beabstandungselement, welches zur Umlenkung des Aufzeichnungsträgers und Vergrößerung eines Abstandes zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger verlagerbar ausgebildet ist; einem zur Verlagerung des Beabstandungselements vorgesehenen Aktuator; und einer Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, bei Detektieren einer Fügestelle durch den Sensor den Aktuator zur Verlagerung des Beabstandungselements anzusteuern.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Drucksystem, mit den Schritten: Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit zumindest einem Druckkopf, wobei ein vorbestimmter Druckspalt eingestellt ist; Überprüfen des Aufzeichnungsträgers mit einem dem Druckkopf vorgelagerten Sensor zum Detektieren von etwaigen Fügestellen des Aufzeichnungsträgers; Bei Detektieren einer Fügestelle, aktuatorisches Verlagern eines Beabstandungselements zur lokalen Umlenkung des Aufzeichnungsträgers im Bereich des Druckkopfes, wobei ein Abstand zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger vergrößert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, zum Schutz des Druckkopfes im Falle einer Fügestelle des Aufzeichnungsträgers eine Ablenkung des Aufzeichnungsträgers zur temporären Vergrößerung des Abstandes im Bereich des Druckspalts vorzusehen. Auf diese Weise ist ein Schutz des Druckkopfes auch im Falle einer über den Druckspalt hinausgehenden Dickenveränderung an der Fügestelle gewährleistet, ohne dass das Drucksystem bzw. der Vorschub des Aufzeichnungsträgers dazu angehalten werden muss. Ferner muss der Druckkopf dazu nicht bewegt werden. Insbesondere können auch dicke Falten, Überstände oder andere Fehler der Fügestelle sicher von dem nach wie vor in der Druckposition verbleibenden Druckkopf ferngehalten werden. Der erfindungsgemäß durch das Beabstandungselement herstellbare Abstand zwischen Aufzeichnungsträger und Druckkopf ist daher größer als der Druckspalt. Durch das Umlenkelement werden somit beispielsweise auch mehrere Millimeter hohe Falten oder Überstände sicher von den Druckköpfen abgehalten. Die Bahn muss wegen der zusätzlichen Umlenkung in einer den Druckköpfen entgegengesetzen Richtung ausweichen.
Das Beabstandungselement kann zusätzlich als Schutzelement ausgebildet sein und in einen Zwischenraum zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger verlagert werden, sodass es zusätzlich zur Beabstandung etwaige abstehende Falten oder dergleichen vom Druckkopf abhält.
Das erfindungsgemäße Beabstandungselement kann bei Detektieren bzw. Erfassen einer Fügestelle sehr viel schneller als der empfindliche Druckkopf und insbesondere ohne Rücksicht auf das tintenhydraulische System verlagert werden. Somit ist kein Stopp des Drucksystems notwendig. Daher kann die Beabstandungs- und ggfs. Schutzfunktion mit sehr viel geringerer Makulatur realisiert werden. Z. B. liegt bei einem herkömmlichen Tintenstrahl-Drucksystem die Makulatur für einen Systemanlauf nach einem Systemstopp, der üblicherweise bei Erkennen einer Fügestelle ausgeführt wird, bei bis zu 60m Aufzeichnungsträgerbahn. Dies entspricht beispielhaft bei einem hochwertigen Papier mit 250g/m² Bahngewicht und 0,5 m Bahnbreite einem Gewicht von ca. 7,5 kg. Dieser hohe Makulaturverbrauch wird erfindungsgemäß überwiegend vermieden und auf ein Minimum im Bereich einzelner Seiten reduziert. Insbesondere wird erfindungsgemäß vermieden, dass ein Druckvorgang bei Erkennen einer Fügestelle angehalten werden muss, um die Druckköpfe in eine Wartungsposition zu verstellen, und erst dann wieder gestartet werden kann, wenn die Fügestelle durch die gesamte Drucklinie befördert wurde. Vielmehr kann erfindungsgemäß der Aufzeichnungsträger lediglich temporär, insbesondere für eine vorbestimmte Zeit und dementsprechend für einen vorbestimmten als vergleichsweise geringe Makulatur anfallenden Vorschubweg, zum Schutz des Druckkopfes abgelenkt werden. Das Drucksystem, insbesondere der Vorschub des Aufzeichnungsträgers, läuft also unterbrechungsfrei weiter. Der Druckprozess selbst muss dazu nicht notwendigerweise angehalten werden, vielmehr kann in der Zeit der Ablenkung beispielsweise eine zusätzliche Makulaturkennzeichnung gedruckt werden. Selbst wenn der Druckprozess angehalten wird, ist dies nur für eine sehr kurze Dauer, beispielsweise von wenigen Sekunden, nötig bis das Beabstandungselement wieder Zurückverlagert und der Aufzeichnungsträger wieder in Druckposition ist. Es ist somit nach dem Passieren der Fügestelle keinerlei Andruck nötig, vielmehr kann der reguläre Druck direkt nach Passieren der Fügestelle direkt fortgesetzt werden. Erfindungsgemäß wird somit eine große Menge an Makulatur eingespart und auch der Aufwand für den sogenannten Reprint, d. h. eine die nachträgliche Sicherstellung der Vermeidung von fehlenden Dokumenten oder Doubletten, reduziert.
Vor diesem Hintergrund sind erfindungsgemäß Rollenwechsel sehr viel zeit- und aufwandssparender möglich. Insbesondere kann auf diese Weise auch bedarfsgerecht bzw. „on demand“ ein Rollenwechsel je nach Auftragslage in einfacher und wirtschaftlicher Weise vollzogen werden. Ferner sind alternativ oder zusätzlich automatisierte Rollenwechsel unproblematisch. Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Drucksystem einen automatischen Rollenwechsler zum bedarfsgerechten Wechsel verschiedener Aufzeichnungsträgersorten, beispielsweise mit verschiedenen Dicken, aufweisen. Im Falle eines automatischen Rollenwechsels kann daher mit geringer Makulatur ohne Unterbrechung direkt weiter gedruckt werden. Erfindungsgemäß wird somit einerseits die Produktivität und andererseits die Flexibilität eines Drucksystems, insbesondere auch im Falle eines Tintenstrahldrucksystems mit empfindlichen Tintenstrahldruckköpfen, erhöht. Grundsätzlich gewinnt die automatische Handhabung von Füge- bzw. Klebestellen bei möglichst geringer Makulatur für Tintenstrahl-Drucksysteme, insbesondere im grafischen Markt, an Bedeutung. Hohe Produktionsgeschwindigkeiten in Verbindung mit immer hochwertigeren, schwereren Papieren führen zu vergleichsweise kurzen Rollenwechselintervallen von beispielsweise etwa 60 min und weniger. Automatische Rollenwechsler, die einen Aufzeichnungsträger im laufenden Druckbetrieb ohne Stop wechseln können, erhöhen daher die Produktivität. Geht man beispielsweise von ca. 10 min Zeitaufwand für einen manuellen Rollenwechsel und ca. 60 Min. Rollenlaufzeit aus, beträgt die mögliche Steigerung der Produktivität beispielsweise ca. 17%. Bei einer möglichen „On Demand“ Ansteuerung für die Umschaltung auf eine zweite Aufzeichnungsträgersorte wird die automatische Klebestellenhandhabung noch bedeutsamer. Ein weiterer grundsätzlicher Vorteil ist daher der Flexibilitätsgewinn, wenn Produktabhängig zwischen verschiedenen Papiersorten hin und her geschaltet werden kann, ohne große Mengen Makulatur zu verursachen.
Ein Druckkopf kann insbesondere in einem sogenannten Druckriegel aufgenommen sein, der mehrere Druckköpfe zur Abdeckung der gesamten Bahnbreite eines Aufzeichnungsträgers enthält. Zur Darstellung eines Farbsystems, beispielsweise eines CMYK (Cyan, Magenta, Yellow und Schwarz bzw. Key) Systems, sind vorzugsweise eine Mehrzahl von Druckriegeln vorgesehen. Insbesondere kann ein Druckriegel und dementsprechend ein darin enthaltener Druckkopf zum Druck einer bestimmten Farbe des Farbsystems vorgesehen sein. Darüber hinaus kann auch ein Druckriegel mit einem darin enthaltenen Druckkopf zum Aufbringen eines Beschichtungsstoffes bzw. Primers, insbesondere eines Haftvermittlers und/oder eines Gerinnungsstoffes zur Verbesserung der Druckqualität, vorgesehen sein. Darüber hinaus sind zusätzliche Druckriegel zum Bedrucken mit einer Spezialfarbe, Sicherheitstinte oder dergleichen möglich.
Der Sensor zum Detektieren von etwaigen Fügestellen des Aufzeichnungsträgers ist an einer vorbestimmten Position angeordnet und insbesondere zur Erkennung etwaiger Fügestellen oder ggfs. anderer Fehler am Aufzeichnungsträger über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers ausgebildet. Insbesondere kann es sich auch um eine Reihe mehrerer nebeneinander angeordneter Sensoren zur Abdeckung der gesamten Bahnbreite handeln. Beispielsweise kann der Sensor als Ultraschallsensor ausgebildet und zur Erkennung einer lokalen Erhöhung der Dicke des Aufzeichnungsträgers ausgelegt sein. Die räumliche Anordnung des Sensors ist von dem Druckriegel insbesondere beabstandet, um eine ausreichende Reaktionszeit zum Verlagern des Beabstandungselements bei Detektieren einer Fügestelle zu gewährleisten.
Bei den mittels des Sensors erkennbaren Fügestellen kann es sich insbesondere um Klebestellen handeln, welche üblicherweise bei einem Rollenwechsel vorgesehen werden. Es kann sich dabei um eine Fügestelle zwischen zwei gleichartigen Aufzeichnungsträgern oder zwischen zwei unterschiedlichen Aufzeichnungsträgern, beispielsweise mit einer unterschiedlichen Dicke, handeln.
Insbesondere kann es sich bei dem Aufzeichnungsträger um eine Papierbahn handeln, wobei unterschiedliche Papierarten, -dicken und/oder Qualitäten mit dem Drucksystem bedruckbar sind. Fügestellen können beispielsweise im Fall eines Aufzeichnungsträgerwechsels zur Änderung der zu bedruckenden Papierdicken vorgesehen werden. Selbstverständlich können aber Fügestellen auch für einfache Rollenwechsel im Falle einer verbrauchten Rolle vorgesehen werden. Neben Papier kommen selbstverständlich auch unterschiedlichste andere bedruckbare Aufzeichnungsträger, vorzugsweise bahnförmige Aufzeichnungsträger, wie z. B. Kunststoff- und/oder Metallfolien, Gewebestoffe, mehrschichtige Verbundstoffe oder dergleichen in Frage.
Der zur Verlagerung des Beabstandungselements vorgesehene Aktuator kann verschiedenste Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann es sich um einen Rotationsantrieb, insbesondere mit einem Rotationsmotor, vorzugsweise einem Servo- oder Schrittmotor, oder um einen Linearantrieb, beispielsweise mit einem Riemen-, Ketten- oder Spindeltrieb oder mit einem Linearmotor, handeln, der eine vorbestimmte Bewegung des Beabstandungselements betätigt. Dabei kann es sich um eine translatorischen Verlagerung, eine Rotation oder eine Kombination daraus handeln. Insbesondere handelt es sich bei dem Aktuator um einen elektrischen Aktuator, wobei aber auch andersartige Aktuatoren, z. B. pneumatische Aktuatoren, denkbar wären.
Bei der Steuereinrichtung kann es sich um eine separat vorgesehene Steuereinrichtung oder um eine als Softwaremodul in die Maschinensteuerung eines Drucksystems integrierte Steuereinrichtung handeln. Denkbar wäre ferner eine externe Steuereinrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Beabstandungselement als Umlenkrolle ausgebildet. Vorteilhaft wird der Aufzeichnungsträger auf diese Weise reibungsarm umgelenkt. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Beabstandungselement als Umlenkgleitblech ausgebildet. Ein solches gibt vorteilhaft die Umlenkung des Aufzeichnungsträgers in einer frei gestaltbaren dreidimensionalen Form vor, sodass der Aufzeichnungsträger dreidimensional, beispielsweise um eine stetig gekrümmte Gleitblechform, geführt werden kann. Ferner kann ein solches Gleitblech wegen der freieren Gestaltbarkeit vorteilhaft mit geringerem Bauraum als eine Umlenkrolle realisiert werden. Darüber hinaus sind über den Verlauf des Gleitbleches unterschiedliche Krümmungen möglich, sodass beispielsweise eine Einkopplung des Umlenkgleitbleches bei dessen Verlagerung durch eine stärkere Krümmung am Rand und eine Gleitfläche durch eine geringere Krümmung in der Mitte realisiert sein kann. Denkbar sind weiterhin Kombinationen aus einem Umlenkgleitblech und einer Umlenkrolle oder gegebenenfalls einer Mehrzahl von Umlenkgleitblechen oder eine Mehrzahl von Umlenkrollen, oder beidem. Die Mehrzahl von Umlenkgleitblechen und/oder Umlenkrollen kann ein gemeinsames Beabstandungselement bilden. Denkbar wäre es jedoch auch, einem Druckkopf mehrere Beabstandungselemente zuzuordnen, die jeweils eine Einzahl oder eine Mehrzahl von Umlenkgleitblechen und/oder Umlenkrollen aufweisen können.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Beabstandungselement an einer gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers wie der Druckkopf angeordnet. Zur Beabstandung tritt das Beabstandungselement daher zwischen dem Aufzeichnungsträger und den Druckkopf ein. Insbesondere tritt es in einen Zwischenraum zwischen dem Aufzeichnungsträger und Druckkopf ein. Auf diese Weise kann das Beabstandungselement gleichzeitig als Schutzelement dienen und ein etwaiges Durchschlagen der Fügestelle des Aufzeichnungsträgers auf den Druckkopf, insbesondere von im Bereich der Fügestelle vorgesehenen gröberen Fehlern, wie Falten, Eselsohren, Wellen oder dergleichen, verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Beabstandungselement einen Schwenkhebel auf, der zur Vergrößerung des Abstandes aktuatorisch um einen Drehpunkt verschwenkbar ausgebildet ist. Der Aktuator kann in diesem Fall als Rotationsmotor ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich um einen Servo- oder Schrittmotor. Besonders bevorzugt kann es sich um einen positionsüberwachten Präzisionsservoantrieb handeln. Somit ist vorteilhaft eine Realisierung des Aktuators ohne einen translatorischen Aktuator, wie etwa einen teureren Linearmotor oder einen aufwändigeren und größeren Spindeltrieb, ermöglicht. Vorteilhaft kann auf diese Weise ferner bereits ein Verschwenken um ein vergleichsweise kleines Winkelsegment, beispielsweise <90°, insbesondere <60°, zur ausreichenden Verlagerung des Beabstandungselements genügen. Somit sind zur Verlagerung des Beabstandungselements sehr schnelle Reaktionszeiten ermöglicht.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Drehpunkt auf der gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers wie der Druckkopf angeordnet. Insbesondere kann der Drehpunkt auch auf Höhe des Druckkopfes, insbesondere im oder am Gehäuse eines Druckriegels, vorgesehen sein. Alternativ wäre auch eine Lagerung an einem bis auf die Höhe der Druckriegel verlängerten Gerüst der Druckstation denkbar. Vorteilhaft kann auf diese Weise der Schwenkhebel im verlagerten Zustand nahezu senkrecht zur Vorschubrichtung des Aufzeichnungsträgers ausgerichtet werden, sodass der Aktuator weniger starke Momente halten muss. Auf diese Weise kann der Aktuator vorteilhaft kleiner dimensioniert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Drehpunkt auf einer dem Druckkopf gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers angeordnet. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine Umlenkung realisiert werden, ohne dafür zusätzlichen Bauraum im Bereich der Druckriegel zu benötigen. Auf diese Weise kann die Druckstation kompakt gehalten werden und nimmt insbesondere hinsichtlich ihrer Ausmaße im Vergleich zu einer herkömmlichen Druckstation nicht zu. Insbesondere braucht dabei ferner keinerlei Rücksicht auf die im Bereich der Druckköpfe vorgesehenen Versorgungsleitungen genommen zu werden.
Vorzugsweise ist ein Druckkopf in einem Bereich zwischen zwei Umlenkwalzen, die den Aufzeichnungsträger führen und zur Einhaltung des Druckspalts vorgesehen sind, angeordnet. Unabhängig davon, wie das Beabstandungselement gelagert ist, ist es vorzugsweise zwischen den beiden Umlenkungswalzen zur zusätzlichen Umlenkung des Aufzeichnungsträgers zur Herstellung des vergrößerten Abstandes einführbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist dem Beabstandungselement vorgelagert ein aktuatorisch betätigbares Ausgleichselement vorgesehen, welches zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers durch eine Gegenbewegung bei Verlagerung des Umlenkungselements ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch dem Beabstandungselement nachgelagert ein aktuatorisch betätigbares Ausgleichselement zum entsprechenden Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers vorgesehen sein. Auf diese Weise wird vermieden, dass durch die Verlagerung des Beabstandungselements der Aufzeichnungsträger aus einer unkontrollierten Richtung zurückgezogen oder bei Rückverlagerung unkontrolliert freigegeben wird. Das vorgelagerte Ausgleichselement kann dazu in einer Ausgangsstellung in die Bahn des Aufzeichnungsträgers eingekoppelt sein und diese lokal Ablenken, um die Bahn bei Verlagerung des Beabstandungselements zum Positionsausgleich freizugeben. Das nachgelagerte Ausgleichselement kann in einer Ausgangsstellung neben der Bahn des Aufzeichnungsträgers angeordnet sein und diese bei Rückverlagerung des Beabstandungselements zum Positionsausgleich lokal abzulenken. Die Steuereinrichtung ist in diesem Fall ausgebildet, das Ausgleichselement oder die Ausgleichselemente bei Verlagerung des Beabstandungselements zum Positionsausgleich anzusteuern. Beispielsweise kann eine Verlagerung des Beabstandungselements mit der Verlagerung des vorgelagerten Ausgleichselements synchron und mit einer gleichen Auslenkung vorgenommen werden, sodass trotz der Beabstandung ein registerhaltiger Druck an aktuell nicht betroffenen Druckköpfen, insbesondere an den benachbarten Druckriegeln der Druckstation, ermöglicht ist. Im Falle eines beidseitigen Druckauftrags ermöglicht das nachgelagerte Ausgleichselement ferner den weiteren registerhaltigen Druck der zweiten Seite bzw. Rückseite an einer nachgelagerten zweiten Druckstation bzw. einem nachgelagerten zweiten Drucksystem.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Drucksystem eine Mehrzahl von zueinander in Vorschubrichtung beabstandeten Druckriegeln mit jeweils zumindest einem Druckkopf, vorzugsweise mehreren Druckköpfen, auf. Jedem Druckriegel ist dabei ein Beabstandungselement zugeordnet, welches zur Beabstandung des Aufzeichnungsträgers von dem jeweiligen Druckriegel ausgebildet und angeordnet ist. Beispielsweise kann neben jedem Druckkopf ein Drehpunkt für einen Schwenkhebel das Beabstandungselements vorgesehen sein. Die Verlagerung des Aufzeichnungsträgers wird an den einzelnen Druckköpfen aufeinander abgestimmt vorgenommen. Dazu ist die Steuereinrichtung ausgebildet, die Beabstandungselemente abgestimmt aufeinander zu verlagern und rückzuverlagern, sodass eine jeweilige Rückverlagerung als Gegenbewegung zu einer Verlagerung des nachfolgenden Beabstandungselements zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers ausführbar ist. Dementsprechend wird eine Verlagerung eines ersten Beabstandungselements durch das Ausgleichselement ausgeglichen und nachfolgende Verlagerungen werden durch die Rückverlagerung des jeweils vorangehenden Beabstandungselements, insbesondere kaskadenartig, ausgeglichen. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein registerhaltiger weiterer Druck ohne Passerfehler an den jeweils aktuell nicht von der Beabstandung betroffenen Druckriegeln ermöglicht. Somit kann besonders vorteilhaft ein Makulaturbereich kürzer als die Länge einer Druckstation bzw. der Abstand von einem ersten bis zu einem letzten Druckriegel vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist bei Verlagerung des Beabstandungselements ein im Vergleich zu dem Druckspalt vervielfachter Abstand herstellbar. Insbesondere wird der Abstand zumindest verzehnfacht. Bevorzugt kann der Abstand zumindest verzwanzigfacht werden. Auf diese Weise können auch größere Fehler im Bereich der Fügestelle den Druckkopf nicht beschädigen. Insbesondere wird auf diese Weise gewährleistet, dass neben der doppelten Dicke einer Fügestelle auch etwaige abstehende Falten oder Überstände nicht an die Druckköpfe gelangen. Darüber hinaus kann auf diese Weise in einem verlagerten Zustand das Beabstandungselement in einem Zwischenraum zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger angeordnet sein, sodass es als Schutzelement wirkt. Ein Druckspalt wird üblicherweise so klein wie möglich gewählt, um eine präzise Positionierung der Tintentropfen auf dem Aufzeichnungsträger zu erreichen. Typischerweise liegt ein Druckspalt etwa im Bereich eines Millimeters, während der mit dem Beabstandungselement durch Umlenkung des Aufzeichnungsträgers vergrößerte Abstandes zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger deutlich größer ist, beispielsweise im Zentimeterbereich liegen kann.
Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Verlagerung des Beabstandungselements eine Gegenbewegung mit einem dem Beabstandungselement vorgelagerten Ausgleichselement zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers vorgenommen. Alternativ oder zusätzlich kann bei Verlagerung des Beabstandungselements eine Gegenbewegung mit einem dem Beabstandungselement nachgelagerten Ausgleichselement zum Positionsausgleich vorgenommen werden. Auf diese Weise wird die zur Verlagerung benötigte zusätzliche Bahnlänge des Aufzeichnungsträgers nicht unkontrolliert herangezogen, beispielsweise von den nachfolgenden Druckköpfen bzw. Druckriegeln zurückgezogen, sondern aus einem vorbestimmten Bahnbereich vor einer oder nach einer Druckstation geholt. Das vorgelagerte Ausgleichselement kann dazu in einer Ausgangslage in die Bahn des Aufzeichnungsträgers eingekoppelt sein und diese lokal Ablenken, um die Bahn bei Verlagerung des Beabstandungselements zum Positionsausgleich freizugeben. Ferner wird auf diese Weise bei einem Rückverlagern des Beabstandungselements eine dadurch freiwerdende Bahnlänge kompensiert und vorteilhaft die nachgelagerte Bahngeschwindigkeit nicht beeinflusst. Das nachgelagerte Ausgleichselement kann in einer Ausgangslage neben der Bahn des Aufzeichnungsträgers angeordnet sein um diese bei Rückverlagerung des Beabstandungselements zum Positionsausgleich lokal abzulenken.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ausgleichselement nach Passieren der Fügestelle um ein vielfaches langsamer als bei der Gegenbewegung wieder in eine Ausgangslage zurückgestellt und eine dadurch temporär veränderte Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers durch einen dem Druckkopf nachgelagert angeordneten Encoder detektiert und der Druckprozess daran angepasst. Vorteilhaft bleibt damit die Passergenauigkeit beim Rückstellen des Ausgleichselements erhalten. Zur entsprechenden Steuerung kann ein in der Regel bei einem Drucksystem zum Sicherstellen der Passergenauigkeit ohnehin vorgesehenes Geschwindigkeitsregelsystem und dessen Encoder genutzt werden. Vorteilhaft ist somit keine zusätzliche Hardware notwendig. Vorzugsweise handelt es sich um einen hochauflösenden Encoder in Form eines an einer Umlenkwalze vorgesehenen Drehgebers, sodass der Druckprozess mit hoher Genauigkeit an die bei dem Zurückstellen veränderte Vorschubgeschwindigkeit angepasst werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bedrucken eine Mehrzahl von zueinander in Vorschubrichtung beabstandeten Druckriegeln mit jeweils zumindest einem Druckkopf vorgesehen, wobei jedem Druckriegel ein Beabstandungselement zugeordnet ist und die Beabstandungselemente aufeinander abgestimmt nacheinander zum Passieren der Fügestelle verlagert werden, wobei ein Rückverlagern eines jeweiligen Beanstandungselements nach Passieren der Fügestelle jeweils als Ausgleichsbewegung für das Verlagern eines nachgelagerten Beabstandungselements vorgenommen wird. Das Beabstandungselement eines jeweils vorgelagerten Druckkopfes wird auf diese Weise zur Bahnlängenkompensation genutzt. Somit ist ein kaskadenartig durchlaufender Positionsausgleich ermöglicht. Vorteilhaft wird auf diese Weise eine Beeinflussung von aktuell nicht von einer Verlagerung betroffenen Druckriegeln vermieden, sodass dort ein regulärer registerhaltiger Weiterdruck ermöglicht ist. Ein dem ersten Riegel vorgelagertes Ausgleichselement kann dementsprechend ausgeschwenkt bleiben und wird erst nach Rückverlagerung eines letzten Beabstandungselements, welches einem letzten Druckriegel zugeordnet ist, langsam zurückgeführt. Eine sich dadurch ergebende geringfügige Änderung der Bahngeschwindigkeit kann durch einen der Druckstation nachgelagerten Encoder hochauflösend detektiert und der Druckprozess entsprechen angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann bei Erkennen einer Fügestelle durch den Sensor die Druckgeschwindigkeit und/oder die Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers reduziert werden. Auf diese Weise können bei Bedarf Toleranzlängen reduziert und/oder eine Positionspräzision von unbedruckten Bereichen und/oder Makulaturseiten erhöht werden. Insbesondere ist erfindungsgemäß daher ein sehr viel genaueres Timing der Verlagerung ermöglicht, sodass passgenau eine Makulaturseite oder mehrere Makulaturseiten oder passgenau eine Druckunterbrechung eingefügt werden kann, welche die Fügestelle des Aufzeichnungsträgers ausspart. Die Möglichkeit, die Makulatur oder die Druckunterbrechung genau eine Seitenlänge bzw. als ein definiertes Vielfaches davon zu gestalten, erleichtert die Handhabung, bzw. automatische Ausschleusung der Makulatur in der Weiterverarbeitung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bleibt bei Verlagerung des Beabstandungselements eine vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers eingestellt. Nach einer unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit vorbestimmten Haltedauer wird eine Rückverlagerung des Beabstandungselements vorgenommen, sodass der vorbestimmte Druckspalt wieder eingestellt und der reguläre Druckprozess fortgesetzt wird, sobald die Fügestelle den Druckkopf passiert hat. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Makulaturbereich bzw. eine Makulaturlänge des Aufzeichnungsträgers auf ein Minimum reduziert, da die Beabstandung lediglich für die zum Passieren der Fügestelle notwendige Zeitdauer beibehalten und anschließend direkt rückgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform sieht ein Druckauftrag zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers ein vorbestimmtes Seitenformat vor und vor dem aktuatorischen Verlagern wird ein Schritt der Kalkulation zur Bestimmung eines Zeitpunkts der Verlagerung und der Haltedauer anhand der Vorschubgeschwindigkeit, des Seitenformats und einer Position der Fügestelle relativ zu einer oder mehreren Seiten vorgenommen, so dass der Druckspalt nach einer Vorschubstrecke von genau einer oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder eingestellt wird. Insbesondere können auf diese Weise in einer Nachverarbeitung schlicht einzelne Seiten als Makulatur ausgeschleust werden, ohne dass dazu besondere zusätzliche Maßnahmen notwendig sind. Insbesondere ist auf diese Weise eine automatisierte Ausschleusung der Makulatur in der Weiterverarbeitung ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform läuft der Druckprozess während der Beabstandung weiter und dem Druckbild wird während der Beabstandung eine Makulaturkennzeichnung hinzugefügt. Dies kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn es sich um einen Druckauftrag mit wiederkehrendem Seitenbild und/oder lediglich um eine lokale Fügestelle kleiner als eine Seite oder wenige Seiten handelt. Durch die Makulaturkennzeichnung ist die Makulatur in der Weiterverarbeitung leicht zu erkennen und insbesondere automatisiert ausschleusbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Druckprozess während der Beabstandung unterbrochen und nach der Vorschubstrecke von genau einer Seite oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder fortgesetzt. Auf diese Weise unterbricht ein Druckkopf den Druckvorgang kurz bevor die Fügestelle an den Druckkopf gelangt und das Beabstandungselement wird zwischen den Druckkopf und den unbedruckten Aufzeichnungsträger zur Umlenkung verlagert. Da dies erfindungsgemäß mit dem Beabstandungselement nur eine sehr kurze Reaktionszeit erfordert, kann ein unbedruckter Bereich vorteilhaft exakt auf das Seitenmaß abgestimmt werden, sodass nachfolgend eine vereinfachte und insbesondere automatisierte Ausschleusung ermöglicht ist.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Insbesondere sind sämtliche Merkmale des Drucksystems auf das Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers übertragbar, und umgekehrt.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

1A eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Drucksystems gemäß einer Ausführungsform;
1B das Drucksystem gemäß 1A bei Erkennen einer Fügestelle;
1C das Drucksystem gemäß 1B mit verlagertem Beabstandungselement;
2 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers;
3 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung der Fügestelle in Bezug auf ein Seitenformat;
5A eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Drucksystems gemäß einer Ausführungsform,
5B das Drucksystem gemäß 5A mit verlagertem Beabstandungselement;
6 eine Seitenansicht eines Drucksystems,
7 eine Detaildarstellung einer Druckstation gemäß einer Ausführungsform;
8 eine Detaildarstellung einer Druckstation gemäß einer weiteren Ausführungsform;
9 eine Detaildarstellung einer Druckstation gemäß einer noch weiteren Ausführungsform; und
10 ein Diagramm der Beschleunigung zur Beabstandung über der Makulaturstrecke.

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1A zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Drucksystems 1 gemäß einer Ausführungsform.
Das Drucksystem 1 weist einen Druckkopf 2 auf, der zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 3 mit einem vorbestimmten Druckspalt 4 angeordnet ist.
Zur Definition bzw. Einhaltung des vorbestimmten Druckspalts 4 sind bei der dargestellten Ausführungsform beispielhaft zwei den Druckkopf 2 seitlich flankierende Umlenkwalzen 16 vorgesehen, welche den Aufzeichnungsträger 3 zur Einhaltung des Druckspalts 4 im Bereich des Druckkopfes 2 in vorbestimmter Weise positionieren. Insbesondere sind die Umlenkwalzen 16 derart angeordnet, dass der Aufzeichnungsträger über die gesamte Länge des Druckkopfes gleichmäßig mit dem vorbestimmten Druckspalt 4 beabstandet ist. In der lediglich schematischen Darstellung sind für jede Umlenkwalze zur definierten Positionierung vorgesehene Umschlingungswinkel zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Dem Druckkopf 2 vorgelagert ist ein Sensor 5 angeordnet, der zum Detektieren von etwaigen Fügestellen 20 des Aufzeichnungsträgers ausgebildet ist. Im Bereich derartiger Fügestellen 20 kann ein Aufzeichnungsträger 3 Überstände, Falten oder andersartige Fehler aufweisen, die imstande sein können, einen empfindlichen Druckkopf 2, beispielsweise einen Tintenstrahl-Druckkopf, im Falle einer Berührung zu beschädigen. Das Detektieren derartiger Fügestellen 20 dient somit dem Schutz des Druckkopfes 2, um im Falle einer Fügestelle eine geeignete Schutzmaßnahme zu ergreifen.
Erfindungsgemäß ist, um eine Beschädigung des Druckkopfes 2 zu vermeiden, in dem Bereich des Druckkopfes 2 ein Beabstandungselement 6 angeordnet, welches als Schutzmaßnahme zur Umlenkung des Aufzeichnungsträgers 3 und zur temporären Vergrößerung eines Abstandes 8 zwischen Druckkopf 2 und Aufzeichnungsträger 3 im Bereich des Druckspalts 4 verlagerbar ausgebildet ist. Das Beabstandungselement 6 ist dazu beispielsweise an einer gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers 3 wie der Druckkopf 2 angeordnet. Es greift bei Verlagerung beispielsweise zwischen zwei den Druckkopf 2 flankierenden Umlenkwalzen 16 in den Aufzeichnungsträger 3 ein und lenkt diesen somit zwischen den Umlenkwalzen 16 zur Vergrößerung des Abstandes zwischen Aufzeichnungsträger 3 und Druckkopf 2 in eine dem Druckkopf entgegengesetzte Richtung um. Auf diese Weise ist ein Schutz des Druckkopfes 2 auch im Falle einer über den Druckspalt 4 hinausgehenden Dickenveränderung an der Fügestelle 20 gewährleistet, ohne dass das Drucksystem bzw. der Vorschub des Aufzeichnungsträgers dazu angehalten werden muss.
Das erfindungsgemäße Beabstandungselement 6 kann im Falle eines Tintenstrahl-Druckkopfes ohne Rücksicht auf das tintenhydraulische System des Druckkopfes 2 verlagert werden. Auf diese Weise können sehr hohe Stellgeschwindigkeiten und vor allem Beschleunigungen vorgesehen werden, ohne dass dies kritisch für die Funktionsfähigkeit des Druckkopfes 2 wäre.
Der durch das Beabstandungselement 6 herstellbare Abstand 8 zwischen Aufzeichnungsträger 3 und Druckkopf 2 ist deutlich größer, insbesondere um ein vielfaches größer, als der Druckspalt 4 in einer normalen Druckposition. Beispielsweise kann ein Druckspalt 4 etwa im Bereich eines Millimeters liegen, während der mit dem Beabstandungselement 6 durch Umlenkung des Aufzeichnungsträgers 3 vergrößerte Abstand 8 zwischen Druckkopf 2 und Aufzeichnungsträger 3 vorzugsweise deutlich größer ist, beispielsweise zumindest mehrere Millimeter beträgt, bevorzugt im Zentimeterbereich liegt.
Zur Verlagerung des Beabstandungselements 6 ist ein Aktuator 7 vorgesehen. Ferner weist das Drucksystem 1 eine mit dem Sensor 5 und dem Aktuator 7 gekoppelte Steuereinrichtung 9 auf, welche ausgebildet ist, bei Detektieren einer Fügestelle 20 durch den Sensor 5 den Aktuator 7 zur Verlagerung des Beabstandungselements 6 anzusteuern. Auf diese Weise ist bei Erkennen einer Fügestelle eine sehr schnelle Schutzmaßnahme ermöglicht, ohne dass komplette Drucksystem 1 dazu anhalten zu müssen.
Der zur Verlagerung des Beabstandungselements 6 vorgesehene Aktuator 7 ist hier lediglich schematisch dargestellt und kann verschiedenste Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann es sich um einen Rotationsantrieb oder um einen Linearantrieb handeln, der eine vorbestimmte Bewegung des Beabstandungselements 6 betätigt. Bei der Verlagerung des Beabstandungselement 6 kann es sich um eine translatorischen Verlagerung, eine Rotation oder eine Kombination daraus handeln. Insbesondere handelt es sich bei dem Aktuator 7 um einen elektrischen Aktuator, wobei aber auch andere Antriebsarten denkbar wären.
Der Sensor 5 ist an einer vorbestimmten Position angeordnet, wobei der Aufzeichnungsträger 3 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit 17 geführt wird und insbesondere die von der Vorschubgeschwindigkeit 17 abhängige Reaktionszeit zwischen einer Erkennung etwaiger Fügestellen 20 oder ggfs. anderer Fehler am Aufzeichnungsträger zum Verlagern des Beabstandungselements 6 zur Umlenkung des Aufzeichnungsträgers ausreicht. Beispielsweise kann der Sensor 5 als Ultraschallsensor ausgebildet und zur Erkennung einer lokalen Erhöhung der Dicke des Aufzeichnungsträgers 3 ausgelegt sein und diese an die Steuereinrichtung weitergeben. Sobald die sensierte Dicke einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann die Steuereinrichtung 9 dies als Erkennung einer Fügestelle 20 interpretieren und den Aktuator 7 zur Verlagerung des Beabstandungselements 6 ansteuern. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Sensor 5 auch ausgebildet sein, um lediglich bei Überschreiten eines Sollwerts ein Ausgabesignal an die Steuereinrichtung 9 abzugeben, sodass diese daraufhin den Aktuator 7 ansteuern kann.
Bei den mittels des Sensors 5 erkennbaren Fügestellen 20 kann es sich, insbesondere im Falle eines Aufzeichnungsträgers aus Papier, um Klebestellen handeln, welche üblicherweise bei einem Rollenwechsel von Aufzeichnungsträgerrollen vorgesehen werden. Es kann sich dabei um eine Fügestelle zwischen 2 gleichartigen Aufzeichnungsträgern oder zwischen 2 unterschiedlichen Aufzeichnungsträgern, beispielsweise mit unterschiedlichen Dicken, handeln.
1B zeigt das Drucksystem gemäß 1A bei Erkennen einer Fügestelle 20.
Die Fügestelle 20 ist hier beispielhaft als Überlapp-Klebung zweier Aufzeichnungsträger Bahnen ausgebildet. Die lokal erhöhte Dicke wird durch den Sensor 5 erkannt, und das entsprechende veränderte Sensorsignal an die Steuereinrichtung 9 weitergeleitet. Die Steuereinrichtung 9 verarbeitet das Sensorsignal in der Weise, dass sie bei Überschreiten eines vorbestimmten Schwellwertes, beispielsweise dem 1,5 fachen der nominellen Aufzeichnungsträgerdicke, den Aktuator 7 zum Verlagern des Beabstandungselements 6 ansteuert.
1C zeigt das Drucksystem 1 gemäß 1B mit verlagertem Beabstandungselement 6.
Die Steuereinrichtung 9 gibt dem Aktuator 7 das entsprechende Signal zum Verlagern des Beabstandungselements 6, sodass das Beabstandungselement 6 mit vergleichsweise sehr starker Beschleunigung einen vergrößerten Abstand 8 zwischen Aufzeichnungsträger 3 und Druckkopf 2 herstellt, indem es zwischen den beiden Umlenkwalzen 16 in den Aufzeichnungsträger 3 eingreift und diesen im Bereich des Druckkopfes 2 nach unten umlenkt. Bei Verlagerung des Beabstandungselements 6 ist somit ein im Vergleich zu dem Druckspalt 4 vervielfachter, beispielsweise verzwanzigfachter Abstand 8 im laufenden Betrieb des Drucksystems 1 herstellbar, ohne das Drucksystem 1 anzuhalten. Aufgrund der vorbekannten Vorschubgeschwindigkeit 17 kann das Beabstandungselement 6 anschließend nach Passieren der Fügestelle 20 umgehend rückverlagert und der Druckspalt 4 so automatisch wieder eingestellt werden, sodass der reguläre Druckprozess fortgesetzt werden kann. Somit kann die Schutzfunktion mit sehr geringer Makulatur realisiert werden.
Insbesondere ist ein genaues Timing der Verlagerung und Rückverlagerung des Beabstandungselements 6 zum Passieren der Fügestelle 20 ermöglicht, sodass passgenau eine Makulaturseite oder eine vorbestimmte Anzahl mehrerer Makulaturseiten oder passgenau eine Druckunterbrechung eingefügt werden kann, welche die Fügestelle 20 des Aufzeichnungsträgers 3 ausspart.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes 2 beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 3.
Insbesondere ist ein solches Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes 2 beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 3 mit einem Drucksystem gemäß 1A bis 1C durchführbar. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt des Bedruckens S1 eines Aufzeichnungsträgers 3 mit zumindest einem Druckkopf 2, wobei ein vorbestimmter Druckspalt 4 eingestellt ist. Ein zweiter Schritt enthält das Überprüfen S2 des Aufzeichnungsträgers 3 mit einem dem Druckkopf 2 vorgelagerten Sensor 5 zum Detektieren von etwaigen Fügestellen 20 des Aufzeichnungsträgers 3. In einem nächsten Schritt wird bei Detektieren einer Fügestelle 20 ein aktuatorisches Verlagern S4 eines Beabstandungselements 6 zur lokalen Umlenkung des Aufzeichnungsträgers 3 im Bereich des Druckkopfes 2 vorgenommen, wobei ein Abstand zwischen Druckkopf 2 und Aufzeichnungsträger 3 vergrößert wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Im Ausgangszustand, welcher einen regulären Druckbetrieb darstellt, wird hier ein erster Schritt des Bedruckens S 1 eines Aufzeichnungsträgers 3 mit zumindest einem Druckkopf 2 vorgenommen, wobei ein vorbestimmter Druckspalt 4 eingestellt ist. Ferner wird in einem zweiten Schritt ein Überprüfen S2 des Aufzeichnungsträgers 3 mit einem dem Druckkopf 2 vorgelagerten Sensor 5 zum Detektieren von etwaigen Fügestellen 20 des Aufzeichnungsträgers 3 durchgeführt. Beim Detektieren einer Fügestelle wird in einem dritten Schritt der Kalkulation S3 zur Bestimmung eines Zeitpunkts der Verlagerung und der Haltedauer anhand der Vorschubgeschwindigkeit 17, des Seitenformats 21 und einer Position der Fügestelle 20 relativ zu einer oder mehreren Seiten vorgenommen, so dass der Druckspalt 4 nach einer Vorschubstrecke von genau einer oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder eingestellt wird.
In einem vierten Schritt wird nach der Kalkulation des Zeitpunkts ein aktuatorisches Verlagern S4 eines Beabstandungselements 6 zur lokalen Umlenkung des Aufzeichnungsträgers 3 im Bereich des Druckkopfes 2 vorgenommen, wobei ein Abstand zwischen Druckkopf 2 und Aufzeichnungsträger 3 vergrößert wird. Bei dieser Ausführungsform sieht ein Druckauftrag zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 3 ein vorbestimmtes Seitenformat 21 vor. Bei Verlagerung S4 des Beabstandungselements 6 bleibt dann eine vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 3 eingestellt und nach der unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit vorbestimmten Haltedauer wird eine Rückverlagerung S5 des Beabstandungselements 6 vorgenommen, sodass der vorbestimmte Druckspalt 4 wieder eingestellt und der reguläre Druckprozess fortgesetzt wird, sobald die Fügestelle 20 den Druckkopf 2 passiert hat. Somit kann das Drucksystem in den Ausgangszustand zurückkehren und das Verfahren von vorne beginnen.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Fügestelle 20 in Bezug auf ein vorbestimmtes Seitenformat 21.
Durch das vorbestimmte Seitenformat 21 sind auch die Positionen der einzelnen Seiten auf dem Aufzeichnungsträger vorgegeben. Bei Detektion der Fügestelle 20 wird, in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit 17 ein Timing der Verlagerung des Beabstandungselements 6 derart auf die Positionen der Seiten und die Seitenlänge bzw. das Seitenformat 21 abgestimmt, dass in Abhängigkeit von der Länge der Fügestelle 20 vorzugsweise exakt die Anzahl von Seiten, die zum beabstandeten Passieren des Druckkopfes 2 notwendig ist, als Makulaturseiten vorgesehen und anschließend ausgeschleust werden, sodass eine dieser Anzahl von Seiten entsprechende Länge des Aufzeichnungsträgers an der entsprechenden Position als Makulatur vorgesehen wird. Bei der Kalkulation können, abhängig von der konkreten technischen Ausführung des Beabstandungselements 6 und/oder Aktuators 7 sowie der konkreten Ausbildung des Drucksystems 1 und Druckkopfes 2 selbstverständlich auch noch kinematische und/oder geometrische Einflussgrößen eingehen, insbesondere die Breite des Druckkopfes 2, die Länge der Fügestelle 10, die zum Verlagern selbst benötigte Zeit, etwaige Sicherheiten bzw. Toleranzen und dergleichen.
Weitere mögliche Ausgestaltungen des Drucksystems und des Verfahrens zum Schützen eines Druckkopfes 2 beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 3 mit einem Drucksystem 1 werden in Bezug auf die nachfolgenden 5A bis 9 erläutert.
5A zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Drucksystems 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das Beabstandungselement 6 einen Schwenkhebel 12 auf, der zur Vergrößerung des Abstandes 8 aktuatorisch um einen Drehpunkt 13 verschwenkbar ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich das Beabstandungselement 6 bei Erkennen einer Fügestelle 20 in den laufenden Aufzeichnungsträger 3 einschwenken.
Beispielhaft ist der Drehpunkt 13 hier auf einer dem Druckkopf 2 gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers 3 angeordnet. Bei weiteren Ausführungsformen kann der Drehpunkt 13 aber auch auf der gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers 3 wie der Druckkopf 2 angeordnet sein.
In der Ausgangsstellung gemäß 5A, in welcher das Beabstandungselement 6 knapp oberhalb des Aufzeichnungsträgers 3 positioniert ist, ist der Schwenkhebel 12 hier beispielhaft im Wesentlichen senkrecht zum Aufzeichnungsträger 3 angeordnet. Bei weiteren Ausführungsformen wären selbstverständlich aber auch schräge Ausgangsstellungen möglich.
Bei Erkennen einer Fügestelle 20 durch den Sensor 5 wird das Beabstandungselement mit dem Schwenkhebel 12 um den Drehpunkt 13 verschwenkt. Durch das Verschwenken, welches eine normal zur Vorschubrichtung 17 zunächst gemäß einer Cosinus Funktion langsam ansteigende Bewegungskomponente beinhaltet, wird zunächst ein sanftes Einkoppeln des Beabstandungselements 6 in den Aufzeichnungsträger 3 und eine anschließend rasche Verlagerung erreicht.
5B zeigt das Drucksystem gemäß 5A mit verlagertem Beabstandungselement 6.
Der Schwenkhebel 12 wurde hier gemäß dem eingezeichneten Kipppfeil zur Seite verschwenkt, sodass das Beabstandungselemente 6 den Aufzeichnungsträger 3 im Bereich des Druckkopfes 2 umlenkt und dazwischen einen vergrößerten Abstand 8 herstellt. Auf diese Weise wird die Fügestelle 20 sicher beabstandet am Druckkopf 2 vorbeigeführt und kann diesen im laufenden Betrieb des Drucksystems 1 gefahrlos passieren. Darüber ist das verlagerte Beabstandungselement in einem Zwischenraum zwischen Aufzeichnungsträger und Druckkopf angeordnet und fungiert somit auch als Schutzelement, da es ein etwaiges Durchschlagen von möglichen Falten, Eselsohren oder dergleichen auf den Druckkopf 2 verhindert. Nach Passieren der Fügestelle 20 wird der Schwenkhebel 12 zurück in die Ausgangsstellung gemäß 5A geschwenkt und der reguläre Druckprozess fortgesetzt.
6 zeigt eine Seitenansicht eines Drucksystems 1.
Das Drucksystem 1 ist hier als Tintenstrahldrucksystem ausgebildet und weist eine Druckstation 19 mit einer Mehrzahl von Druckriegeln 15A bis 15F auf. Jeder der Druckriegel 15A bis 15F enthält zumindest einen Tintenstrahl-Druckkopf 2, insbesondere eine Mehrzahl von Tintenstrahl-Druckköpfen 2, die gemeinsam zum Bedrucken einer gesamten Breite eines Aufzeichnungsträgers 3 mit einer vorbestimmten Tinte oder einem Beschichtungsstoff ausgebildet sind. Beispielsweise kann es sich um ein CMYK (Cyan, Magenta, Yellow und Key bzw. Schwarz) Farbsystem handeln, wobei jeweils ein Druckriegel und dementsprechend zumindest ein darin enthaltener Druckkopf zum Druck einer bestimmten Farbe des Farbsystems vorgesehen ist. Darüber hinaus ist auch ein Druckriegel mit zumindest einem darin enthaltenen Druckkopf zum Aufbringen eines Beschichtungsstoffes bzw. Primers, insbesondere eines Haftvermittlers und/oder eines Gerinnungsstoffes zur Verbesserung der Druckqualität, vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind beispielhaft insgesamt sechs Druckriegel vorgesehen, wobei zusätzlich zu den CMYK Farb-Riegeln 15A bis 15D und einem sogenannten Primer-Druckriegel 15F ein Reserve-Druckriegel 15E für eventuelle Sonderfarben, Sicherheitstinte oder dergleichen vorgesehen ist.
Zum Passieren einer etwaigen mittels des der Druckstation 19 vorgelagerten Sensors 5 detektieren Fügestelle 20 werden die Beabstandungselemente 6A bis 6F nun jeweils einzeln lokal im Bereich der einzelnen Druckriegel 15A bis 15F nacheinander zum Passieren der Fügestelle verlagert und nach dem Passieren rückverlagert. Vorzugsweise bleibt dabei eine vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit 17 des Aufzeichnungsträgers 3 eingestellt und nach einer unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit 17 vorbestimmten Haltedauer wird eine Rückverlagerung der jeweiligen Beabstandungselemente 6A bis 6F vorgenommen, sodass der vorbestimmte Druckspalt 4 anschließend wieder eingestellt und der reguläre Druckprozess fortgesetzt wird, sobald die Fügestelle 20 den jeweiligen Druckriegel 15A bis 15F bzw. dessen Druckköpfe 2 passiert hat.
Sieht ein Druckauftrag zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 3 ein vorbestimmtes Seitenformat vor, so kann die Haltedauer anhand der Vorschubgeschwindigkeit 17 und des Seitenformats vorbestimmt werden, so dass der Druckspalt 4 nach einer Vorschubstrecke von genau einer oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder eingestellt ist und der Druck fortgesetzt wird. Je nach Art des Druckauftrags kann der Druckprozess während der Beabstandung weiterlaufen, wobei dem Druckbild während der Beabstandung eine Makulaturkennzeichnung hinzugefügt werden kann, oder der Druckprozess während der Beabstandung auch unterbrochen und nach der Vorschubstrecke von genau einer oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder fortgesetzt werden.
Bevorzugt ist dem Drucksystem 1 ein hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestelltes automatisches Rollenwechselsystem vorgeschaltet, sodass bei einem Rollenwechsel des Aufzeichnungsträgers das Drucksystem unterbrechungsfrei weiterlaufen und nach Passieren der Fügestelle direkt weiter gedruckt werden kann. Derartige automatische Rollenwechselsysteme sind dem Fachmann bekannt und bedürften keiner detaillierten Beschreibung.
Durch das Drucksystem 1 kann bei einem Rollenwechsel der reguläre Druck direkt nach Passieren der Fügestelle und Rückverlagern des Beabstandungselements an jedem Druckriegel fortgesetzt werden. Insbesondere ist dazu keinerlei Andruckphase nötig.
Da die Druckriegel 15A bis 15F und vor allem das gesamte tintenhydraulische System der Druckstation 19 nicht bewegt werden müssen, und somit keine Rücksicht auf das tintenhydraulische System (inkl. der Tinte in den Druckköpfen) bzw. beschleunigungsbedingte Druckschwankungen genommen werden braucht, kann mit dem sehr schnell bewegbaren Beabstandungselement 6A bis 6F zwischen dem Aufzeichnungsträger 3 und einem jeweiligen Druckriegel 15A bis 15F eine Schutzfunktion bei extrem geringer Makulatur realisiert werden. Das jeweilige Beabstandungselement 6A bis 6F kann dabei entweder als eine Umlenkrolle, insbesondere mit vergleichsweise geringem Durchmesser, oder als ein als Gleiter ausgeformtes Blech bzw. Umlenkgleitblech ausgebildet sein.
Zur Vermeidung von Positionsfehlern des Druckbildes wird am Eingang der Druckstation 19 Bei Einkoppeln des ersten Beabstandungselements 6A zusätzlich ein Ausgleichselement 14 aus der Bahn des Aufzeichnungsträgers 3 ausgeschwenkt. Danach übernimmt den Positionsausgleich immer das jeweils vorgelagerte Beabstandungselement. Ferner wird nach Rückverlagerung des letzten Beabstandungselements 6F ein weiteres Ausgleichselement 14 am Ausgang der Druckstation 19in die Bahn des Aufzeichnungsträgers 3 zum Positionsausgleich eingeschwenkt. Im Falle eines beidseitigen Druckauftrags ermöglicht das nachgelagerte Ausgleichselement 14 vorteilhaft den weiteren registerhaltigen Druck der zweiten Seite bzw. Rückseite an einer nachgelagerten zweiten Druckstation bzw. einem nachgelagerten zweiten Drucksystem.
Folgender Ablauf ist beispielsweise möglich:

- Detektion einer Fügestelle 20 bzw. Klebestelle durch den Sensor 5, der insbesondere als sogenannter „Splice Sensor“ ausgebildet ist und üblicherweise mittels Ultraschall eine bei Aufdoppelung des Aufzeichnungsträgers, insbesondere durch einen Luftspalt der Fügestelle 20, vorliegende Änderung des Dämpfungsverhaltens detektiert.
- Kalkulation des exakten gewünschten Timings auf Basis von Vorschubgeschwindigkeit 17 und der vorbekannten Bahnlänge zwischen Sensor 5 und dem ersten Druckriegel 15A bzw. dem jeweiligen Druckriegel 15A bis F sowie dem Seitenformat 21 und einer daraus folgenden Position der Seiten und der Position der Fügestelle 20 auf der Bahn des Aufzeichnungsträgers 3.
- Abstimmung des Timings zum passgenaues Einfügen einer Makulaturseite durch die Steuereinrichtung, oder, falls dies aufgrund der Datenpufferung nicht rechtzeitig möglich wäre, einer punktgenauen Druckunterbrechung.
- sobald die Fügestelle 20 kurz vor den ersten Druckriegel 15A gelangt, unterbricht dieser den eigentlichen Druckvorgang. Es wird eine Makulaturseite oder eine Druckunterbrechung genau derart vorgesehen, dass sie die Fügestelle von dem eigentlichen Druck ausspart. Die Länge der Makulaturseite bzw. Druckunterbrechung kann dabei vorzugsweise genau einer Seite oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entsprechen, um nachfolgende Verarbeitungsschritte in der Weiterverarbeitung zu erleichtern. Das Einfügen einer Makulaturseite kann entsprechend durch eine Kennzeichnung als Makulatur, beispielsweise am Seitenanfang oder auf einer vorangehenden Seite durch eine doppelt breite Schneidmarke oder dergleichen, vorgenommen werden.
- das Beabstandungselement 6A wird zwischen Druckkopf 2 und unbedruckter Bahn des Aufzeichnungsträgers 2 in die Bahn eingekoppelt bzw. mit hoher Beschleunigung „eingeschossen“. Zur Vermeidung von Bahnlängenänderungen für die nachfolgenden Druckriegel 15B - F wird das vor dem ersten Druckriegel 15A angeordnete in der Bahn laufende Ausgleichselement 14 in gleicher Weise und gleichzeitig aus der Bahn ausgeschwenkt. Die benötigte zusätzliche Bahnlänge wird also vorteilhaft nicht von den nachfolgenden Druckriegeln 15B - F rückwärtsgezogen, sondern in definierter Weise aus dem Bahnbereich vor der Druckstation 19 geholt.
- Bei Erreichen des zweiten Druckriegels 15B wiederholt sich dieser Vorgang analog. Dabei wird nun aber das Beabstandungselement des ersten Druckriegels 15A zum Positionsausgleich bzw. zur Bahnlängenkompensation genutzt. Das Ausgleichselement 14 vor dem ersten Druckriegel 15A bleibt dabei ausgeschwenkt.
- Dieser Vorgang wiederholt sich für alle nachfolgenden Druckriegel.
- Nachdem die Klebestelle 20 alle Druckriegel 15A bis 15F passiert hat, wird das letzte Beabstandungselement 6F in seine Ausgangslage rückverlagert. Der dadurch erzeugte Bahnlängenunterschied wird mit einem weiteren, dem letzten Druckriegel 15F nachgelagerten Ausgleichselement 14 kompensiert, welches dazu in die Bahn einkoppelt.
- Zum Rückführen der Ausgleichselemente 14 werden diese anschließend langsam zurück in ihre ursprüngliche Position gefahren. Die sich durch das Rückführen des vorderen Ausgleichselements 14 geringfügig ändernde Bahngeschwindigkeit innerhalb der Druckstation wird durch einen Encoder 18 hochauflösend detektiert und der Druckprozess entsprechend hinsichtlich der Geschwindigkeit angepasst.
- Sofern ein zweiseitiger Druck vorgesehen ist, kann der gesamte Ablauf analog für den Druck der Rückseite des Aufzeichnungsträgers 3 an einem nachgelagerten zweiten Drucksystem wiederholt werden.

Sollte es zur Sicherstellung des gewünschten Timings bzw. der exakten Makulaturseiten oder Druckunterbrechung notwendig sein, Toleranzlängen zu reduzieren, das heißt die PositionsPräzision des unbedruckten Bereiches zu erhöhen, kann die Steuereinrichtung 9 auch ausgebildet sein, bei Erkennen einer Fügestelle 20 durch den Sensor 5 eine Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit 17 auszulösen, beispielsweise durch entsprechende langsamere Ansteuerung von Antriebswalzen des Drucksystems 1.
7 zeigt eine Detaildarstellung einer Druckstation 19 gemäß einer Ausführungsform.
Wie in Bezug auf 6 beschrieben, handelt es sich ebenfalls um eine Druckstation 19 mit rein beispielhaft sechs Druckriegeln 15A bis 15F. In jedem Druckriegel 15A bis 15F ist zumindest ein Druckkopf 2 enthalten. Ferner ist jedem Druckriegel ein Beabstandungselement 6A bis 6F zugeordnet.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Beabstandungselemente 6A bis 6F als Umlenkrollen 10 ausgebildet, welche jeweils an einem Schwenkhebel 12 angebracht sind. Der Schwenkhebel ist jeweils um einen vorbestimmten Drehpunkt 13A bis 13F schwenkbar. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Drehpunkt 13A bis 13F beispielhaft oberhalb des Aufzeichnungsträgers 3 angeordnet und an dem jeweiligen Druckriegel 15A bis 15F angebracht.
In einer Ausgangsstellung sind die Beabstandungselemente 6A bis 6F hier schräg zum Aufzeichnungsträger 3 angeordnet, wie an den Beabstandungselementen 6A, 6B, 6D, 6E und 6F erkennbar. An den zugehörigen Druckriegeln 15A, 15B, 15D, 15E und 15F ist der jeweils der vorbestimmte Druckspalt 4 zu dem Aufzeichnungsträger eingestellt.
In einer verlagerten Stellung, wie sie hier beispielhaft bei dem dritten Beabstandungselement 6C dargestellt ist, schwenkt das Beabstandungselement aktuatorisch um den Drehpunkt 13D in Richtung des Aufzeichnungsträgers 3, sodass es in den Aufzeichnungsträger 3 einkoppelt und diesen lokal im Bereich des Druckriegels 15D in einer dem Druckkopf 2 entgegengesetzten Richtung ablenkt und so einen vergrößerten Abstand 8 herstellt. Es greift ferner in einen Zwischenraum zwischen Aufzeichnungsträger 3 und Druckriegel 15C ein, und bildet damit gleichzeitig ein Schutzelement für den Druckriegel.
Das Ein- und Auskoppeln der Beabstandungselemente 6A bis 6F wird kaskadenartig beginnend bei dem ersten Abstandselement 6A vorgenommen. Durch das Einkoppeln des ersten Beabstandungselements 6A und das Auskoppeln des letzten Beabstandungselements 6F wird jeweils die lokal benötigte Bahnlänge verändert. Zum Ausgleich dieser Bahnlängenänderung ist dem ersten Beabstandungselement 6A vorgelagert und dem letzten Beabstandungselement 6F nachgelagert jeweils ein aktuatorisch betätigbares Ausgleichselement 14 vorgesehen, welches zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers 3 durch eine Gegenbewegung bei Verlagerung des Beabstandungselements 6A bzw. 6F ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist dem ersten Beabstandungselement 6A ein Ausgleichselement 14 vorgelagert und dem letzten Beabstandungselemente 6F ein Ausgleichselement 14 nachgelagert. Beispielswiese kann das Ausgleichselement 14 analog zu den Beabstandungselementen als aktuatorisch um einen Drehpunkt schwenkbare, an einem Schwenkhebel gelagerte Umlenkrolle ausgebildet sein.
Eine hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellte Steuereinrichtung 9 der Druckstation 19 ist dazu ausgebildet, die Beabstandungselemente 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F abgestimmt aufeinander zu verlagern und rückzuverlagern, so dass eine jeweilige Rückverlagerung als Gegenbewegung zu einer Verlagerung des nachfolgenden Beabstandungselements zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers 3 ausführbar ist. Zum Positionsausgleich am Anfang und am Ende der Druckstation steuert die Steuereinrichtung 9, ferner das jeweilige Ausgleichselement 14 bei Verlagerung des zugehörigen Beabstandungselements 6A bzw. 6F zum Positionsausgleich an. Auf diese Weise bleibt trotz der mit den Beabstandungselementen 6A, 6F bewirkten Längenänderung der Bahn des Aufzeichnungsträgers 3 die Registerhaltigkeit bzw. der Passer des Druckes an den anderen aktuell nicht von der Verlagerung betroffenen Druckriegeln erhalten. Es kann dort somit weiter gedruckt werden und eine durch die kaskadenartig durchlaufende Verlagerung erzeugte Makulatur kann auf diese Weise kürzer als die Länge der Druckstation 19 vorgesehen werden.
Ist eine Fügestelle durch die Druckstation 19 durchgeschleust, wird das Ausgleichselement nach passierend der Fügestelle um ein vielfaches langsamer als bei der Gegenbewegung wieder in eine Ausgangslage zurückgestellt. Eine dadurch temporär veränderte Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers wird durch den dem letzten Druckriegel 15F nachgelagert angeordneten Encoder 18 detektiert und der Druckprozess an die veränderte Geschwindigkeit angepasst, wie dies ohnehin zum Ausgleich etwaiger Bahnvorschubschwankungen in einem Drucksystem vorgesehen ist.
8 zeigt eine Detaildarstellung einer Druckstation 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Im Unterschied zu 7 liegen hier die der Drehpunkte 13A bis 13F auf einer den Druckriegeln 15A bis 15F gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers 3. Beispielsweise können die Drehpunkte 13A bis 13F hier an einem die Umlenkwalzen 16 lagernden Gestell der Druckstation 19 vorgesehen sein.
9 zeigt eine Detaildarstellung einer Druckstation 1 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform, die auf der Ausführungsform nach 7 beruht, sind die Beabstandungselemente 6A bis 6F nicht als Umlenkrollen 10 sondern als an dem Schwenkhebel 12 angebrachte Umlenkgleitbleche 11 ausgebildet. Diese sind jeweils als sich über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers 3 erstreckendes gekrümmte bzw. gewölbte Blech ausgebildet, an welchem der Aufzeichnungsträger 3 bei Einkopplung entlang gleitet, wie hier beispielhaft anhand des dritten Beabstandungselements 13 C dargestellt.
Da das Umlenkgleitblech 11 mit einem größeren Krümmungsradius als eine Umlenkrolle gekrümmt ausgebildet ist, kann der Abstand 8 auf diese Weise gleichmäßiger bzw. über eine größere Länge gleichmäßig eingestellt werden. Ferner kann das Umlenkgleitblech 11 flacher als eine Umlenkrolle ausgebildet sein, sodass es in der Höhe weniger Bauraum benötigt.
10 zeigt ein Diagramm der Beschleunigung a zur Beabstandung über der für die Beabstandung notwendige Makulaturstrecke s.
In diesem Diagramm ist eine üblicherweise maximal zulässige Beschleunigung a eines Druckkopfes bzw. dessen Tintensystems mit einer waagrechten Linie aufgetragen. Die weiterhin aufgetragene hyperbolische Kurve repräsentiert eine Bewegungsgleichung der bei verschiedenen Makulaturlängen s notwendigen Beschleunigungen a. Für kürzere Makulaturlängen s sind höhere Beschleunigungen a notwendig, um die Beabstandung innerhalb der vorbestimmten Makulaturlänge s durchführen zu können.
Qualitativ muss ein Beabstandungselement in einem von der Vorschubgeschwindigkeit 17 abhängigen Zeitraum von der Ausgangsstellung in die verlagerte Stellung und zurück in die Ausgangsstellung verlagert werden. Dazu sind jeweils Beschleunigungsvorgänge notwendig, die schnell genug ablaufen müssen, damit die Fügestelle in dem verlagerten Zustand an dem Druckkopf vorbei geführt werden kann. Netto steht für diese Beschleunigungsvorgänge eine Strecke zur Verfügung, welche der vorbestimmten Makulaturlänge, beispielsweise einer Makulaturseite, abzüglich der Länge der Fügestelle und abzüglich der Druckkopflänge, oftmals abzüglich der Länge des gesamten Druckriegels, abhängt. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass eine Mindestmakulatur s_min nicht kürzer sein kann als die Summe aus der Länge der Fügestelle und der Länge des Druckkopfes. Sofern sich die Makulaturlänge daran annähert, geht die dafür notwendige Beschleunigung gegen unendlich.
Erfindungsgemäß sind nun mit einem Beabstandungselement sehr viel höhere Beschleunigungswerte möglich, als dies bisher durch das Verlagern eines Druckriegels möglich war, da dieser aufgrund des tintenhydraulischen Systems auf eine maximal zulässige Beschleunigung begrenzt ist. Diese ist hier beispielhaft anhand der horizontalen Linie eingezeichnet. An einem Schnittpunkt G zwischen der horizontalen und der hyperbolischen Linie existiert eine Grenzmakulaturlänge, die mit derartigen herkömmlichen Systemen rein rechnerisch nicht unterschritten werden kann.
Ein ausgehend von dem Schnittpunkt G rechter Teil des Diagramms mit größerer Makulaturlänge s wäre somit theoretisch noch mit einer herkömmlichen Verlagerung eines Druckkopfes realisierbar, während ein links des Schnittpunkt G liegender Teil des Diagramms mit geringerer Makulaturlänge s nur mit dem erfindungsgemäßen Einsatz von Beabstandungselementen möglich ist.
Durch die erfindungsgemäß im Vergleich zu einem Druckkopf sehr viel höheren möglichen Beschleunigungen eines Beabstandungselements 6 kann diese Grenze G nun weit unterschritten werden, wie beispielhaft anhand der eingezeichneten Punkte möglicher Beschleunigungen des Beabstandungselements 6 symbolisiert. Beispielsweise sind zumindest dreifach geringere Makulaturlängen möglich. Die Makulatur lässt sich somit beispielhaft auf eine einzige Makulaturseite, beispielsweise im DIN A4 oder im 12 Zoll Format, begrenzen, wofür hohe Beschleunigungen der Beabstandungselemente 6 eingesetzt werden. Die Beschleunigungen liegen insbesondere bei einem Vielfachen des für die Verlagerung eines Druckkopfes 2 zulässigen Bereichs.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Drucksystem
2: Druckkopf
3: Aufzeichnungsträger
4: Druckspalt
5: Sensor
6: Beabstandungselement
6A-F: Beabstandungselemente
7: Aktuator
8: Abstand
9: Steuereinrichtung
10: Umlenkrolle
11: Umlenkgleitblech
12: Schwenkhebel
13: Drehpunkt
13A-F: Drehpunkte
14: Ausgleichselement
15A-F: Druckriegel
16: Umlenkwalze
17: Vorschubgeschwindigkeit
18: Encoder
19: Druckstation
20: Fügestelle
21: Seitenformat
a: Beschleunigung
G: Schnittpunkt
s: Makulaturstrecke
S_min: Mindestmakulatur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013208753 B4 [0005]

Claims

Drucksystem (1), insbesondere Tintenstrahldrucksystem, mit: - zumindest einem Druckkopf (2), der zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (3) mit einem vorbestimmten Druckspalt (4) angeordnet ist; - einem dem Druckkopf (2) vorgelagerten Sensor (5), der zum Detektieren von etwaigen Fügestellen des Aufzeichnungsträgers ausgebildet ist; - einem in dem Bereich des Druckkopfes (2) angeordneten Beabstandungselement (6), welches zur Umlenkung des Aufzeichnungsträgers (3) und Vergrößerung eines Abstandes (8) zwischen Druckkopf (2) und Aufzeichnungsträger (3) verlagerbar ausgebildet ist; - einem zur Verlagerung des Beabstandungselements vorgesehenen Aktuator (7); und - einer Steuereinrichtung (9), welche ausgebildet ist, bei Detektieren einer Fügestelle durch den Sensor (5) den Aktuator (7) zur Verlagerung des Beabstandungselements (6) anzusteuern.
Drucksystem nach Anspruch 1, wobei das Beabstandungselement (6) als Umlenkrolle (10) und/oder Umlenkgleitblech (11) ausgebildet ist.
Drucksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Beabstandungselement (6) an einer gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers (3) wie der Druckkopf (2) angeordnet ist.
Drucksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Beabstandungselement (6) einen Schwenkhebel (12) aufweist, der zur Vergrößerung des Abstandes (8) aktuatorisch um einen Drehpunkt (13) verschwenkbar ausgebildet ist, wobei der Drehpunkt (13) insbesondere auf der gleichen Seite des Aufzeichnungsträgers (3) wie der Druckkopf (2) angeordnet ist oder wobei der Drehpunkt (13) auf einer dem Druckkopf (2) gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers (3) angeordnet ist.
Drucksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dem Beabstandungselement (6) vorgelagert und/oder nachgelagert ein aktuatorisch betätigbares Ausgleichselement (14) vorgesehen ist, welches zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers (3) durch eine Gegenbewegung bei Verlagerung des Umlenkungselements (6) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (9) ausgebildet ist, das Ausgleichselement (14) bei Verlagerung des Beabstandungselements (6) zum Positionsausgleich anzusteuern.
Drucksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Drucksystem (1) eine Mehrzahl von zueinander in Vorschubrichtung beabstandeten Druckriegeln (15; 15A, 15B, 15C, 15D; 15E; 15F) mit jeweils zumindest einem Druckkopf (2) aufweist, wobei jedem Druckriegel (15; 15A, 15B, 15C, 15D; 15E; 15F) ein Beabstandungselement (6; 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F) zugeordnet ist, welches zur Beabstandung des Aufzeichnungsträgers (3) von dem jeweiligen Druckriegel (15; 15A, 15B, 15C, 15D; 15E; 15F) ausgebildet und angeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung (9) ausgebildet ist, die Beabstandungselemente(6; 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F) abgestimmt aufeinander zu verlagern und rückzuverlagern, so dass eine jeweilige Rückverlagerung als Gegenbewegung zu einer Verlagerung des nachfolgenden Beabstandungselements zum Positionsausgleich des Aufzeichnungsträgers (3) ausführbar ist.
Drucksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei Verlagerung des Beabstandungselements (6) ein im Vergleich zu dem Druckspalt (4) vervielfachter, insbesondere zumindest verzehnfachter, bevorzugt zumindest verzwanzigfachter, Abstand (8) herstellbar ist.
Verfahren zum Schützen eines Druckkopfes (2) beim Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (3), insbesondere mit einem Drucksystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit den Schritten: - Bedrucken (S 1) eines Aufzeichnungsträgers (3) mit zumindest einem Druckkopf (2), wobei ein vorbestimmter Druckspalt eingestellt ist; - Überprüfen (S2) des Aufzeichnungsträgers (3) mit einem dem Druckkopf (2) vorgelagerten Sensor (5) zum Detektieren von etwaigen Fügestellen (20) des Aufzei chnungsträgers; - Bei Detektieren einer Fügestelle (20), aktuatorisches Verlagern (S4) eines Beabstandungselements (6) zur lokalen Umlenkung des Aufzeichnungsträgers (3) im Bereich des Druckkopfes (2), wobei ein Abstand zwischen Druckkopf (2) und Aufzeichnungsträger (3) vergrößert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei Verlagerung des Beabstandungselements (6) eine vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (3) eingestellt bleibt und nach einer unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit vorbestimmten Haltedauer eine Rückverlagerung (S5) des Beabstandungselements (6) vorgenommen wird, sodass der vorbestimmte Druckspalt (4) wieder eingestellt und der reguläre Druckprozess fortgesetzt wird, sobald die Fügestelle (20) den Druckkopf (2) passiert hat.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Druckauftrag zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers (3) ein vorbestimmtes Seitenformat (21)vorsieht und dem aktuatorischen Verlagern (S4) ein Schritt der Kalkulation (S3) zur Bestimmung eines Zeitpunkts der Verlagerung und der Haltedauer anhand der Vorschubgeschwindigkeit(17), des Seitenformats (21) und einer Position der Fügestelle (20) relativ zu einer oder mehreren Seiten vorgenommen wird, so dass der Druckspalt (4) nach einer Vorschubstrecke von genau einer oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Seite wieder eingestellt wird.