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Die
Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Informationsträgers auf
einem Trägerband,
umfassend einen Druckkopf, eine erste Transportvorrichtung, mittels
welcher das Trägerband
an dem Druckkopf vorbeiführbar
ist und eine zweite Transportvorrichtung, mittels welcher ein Transferband
an dem Druckkopf vorbeiführbar
ist, das bei Aktivierung durch den Druckkopf ein Bedrucken eines
Informationsträgers
bewirkt, wobei der Anpreßdruck
des Druckkopfes auf das Transferband und auf das Trägerband
und der Transferband-Vorschub durch die zweite Transportvorrichtung
so steuerbar sind, daß das
Trägerband
mit einer Geschwindigkeitsdifferenz relativ zum Transferband an
dem Druckkopf vorbeiführbar
ist.
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Aus
der
DE 42 30 164 C2 ist
eine Vorrichtung zum thermischen Bedrucken von flächigen Substraten
oder flächigen
Bereichen von Substraten bekannt, wobei das Substrat entlang eines
geraden Bewegungspfades durch die Vorrichtung mittels eines Transportantriebs
transportierbar ist, entlang des Bewegungspfades mindestens ein
thermischer Druckkopf mit individuell energisierbaren Druckelementen angeordnet
ist und ein parallel zum Bewegungspfad ablaufendes, zwischen Druckkopf
und Substrat angeordnetes wärmesensitives
Trans ferband vorgesehen ist, welches von einer freidrehenden, antriebslosen
Abwickelspule abwickelbar und auf eine Aufwickelspule aufwickelbar
ist. Die Aufwickelspule ist über
einen Riemenantrieb mit einer Andruckrolle oder Andruckwalze gekoppelt,
die gegen eine Gegendruckrolle oder Gegendruckwalze gedrängt wird, wobei
zwischen Andruckrolle bzw. Andruckwalze und Gegendruckrolle bzw.
Gegendruckwalze das Substrat angeordnet ist. Der Transportantrieb
für das
Substrat besteht aus mindestens einer Andruckrolle oder Andruckwalze,
die an einem Schlitten gelagert ist, der an gestellfesten Führungsstangen
parallel zum Bewegungspfad des Substrats verstellbar und in unterschiedlichen
Positionen feststellbar ist. An diesem Schlitten ist ein weiterer
Schlitten an Führungsstangen
quer und parallel zum Bewegungspfad des Substrats verstellbar und
in unterschiedlichen Positionen feststellbar. Der Schlitten haltert
mindestens eine mit der Andruckrolle oder Andruckwalze zusammenwirkende
Gegendruckrolle oder Gegendruckwalze, den Druckkopf und die Aufwickelspule
und Abwickelspule für
das Transferband. Der weitere Schlitten ist mittels eines Stelltriebs
in Normalrichtung zum Substrat oder von diesem weg bewegbar, so
daß der
Schlitten in eine Andrucklage verstellbar ist, in welcher das Transferband
(Farbband) auf Anlage gegen das Substrat gehalten und der Druckkopf
in Druckposition geführt
ist, sowie in eine Freigabelage verstellbar ist, in welcher das
Transferband anlagefrei vom Substrat gehalten und damit antriebslos
gestellt ist und der Druckkopf in eine nicht druckende Position
verstellt ist.
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Ein
einmal aktivierter Transferbandbereich eines Transferbandes, bei
dem es sich beispielsweise um ein Thermotransferband handeln kann,
kann zum Drucken nicht weiterverwendet werden. Wenn das Transferband
synchron mit dem Trägerband
an dem Druckkopf vorbeigeführt
wird, auch wenn keine Flächen
zu bedrucken sind, dann ergibt sich ein unnötiger Transferbandverbrauch,
da ja das Transferband nicht aktiviert wurde und trotzdem mit dem verbrauchten
Transferband aufgespult wird. Bei entsprechender Steuerung des Transferband-Vorschubs derart,
daß sich
während
eines Nichtbedruckungsmodus eine Geschwindigkeitsdifferenz relativ
zum weitergeführten
Trägerband
ergibt, wobei insbesondere das Transferband relativ zum Druckkopf
gestoppt ist, läßt sich
der Transferbandverbrauch minimieren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckvorrichtung der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß diese bei minimiertem Transferbandverbrauch
einfach aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der eingangs genannten Druckvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckkopf
pneumatisch von dem Transferband weg hebbar ist.
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Bei
einer solchen pneumatischen Steuerung der Abhebung des Druckkopfes
läßt es sich
erreichen, daß minimierte
Massen bewegt werden müssen.
Dadurch lassen sich sehr kurze Reaktionszeiten erreichen und das
System läßt sich
platzsparend aufbauen. Es ist deshalb gut integrierbar, beispielsweise in
eine Etikettiermaschine. Aufgrund der Minimierung der mechanischen
Kopplung der bewegbaren Teile ist auch der Verschleiß und damit
die Störungsanfälligkeit
minimiert.
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Die
erfindungsgemäße Druckvorrichtung läßt sich
einsetzen, wenn der Informationsträger ein von dem Trägerband
getrenntes Element ist, beispielsweise eine selbstklebende Etikette,
welche auf dem Trägerband
angeordnet ist, oder wenn das Trägerband
selber bei der sogenannten "Linerless"-Technologie den
Informationsträger
bildet.
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Insbesondere
ist es vorgesehen, daß der Druckkopf über einen
steuerbaren Luftimpuls oder Luftimpulsfolge von dem Transferband
und damit auch vom Trägerband
weg hebbar ist. Ein solcher steuerbarer Luftimpuls bzw. eine solche
steuerbare Luftimpulsfolge läßt sich
auf einfache Weise mittels eines steuerbaren Durchlaßventils
herstellen, welches mit einer Druckquelle verbunden ist. Über die Druckquelle
selber läßt sich
die Signalhöhe
(Amplitude) des Luftimpulses einstellen. Die Steuerung beispielsweise
des Durchlaßventils
kann über
eine Steuervorrichtung des Druckvorgangs erfolgen, die bei der Anwesenheit
von größeren nicht
zu bedruckenden Bereichen dann eine Abhebung des Druckkopfes veranlassen
kann.
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Günstigerweise
ist dabei der Luftimpuls oder die Luftimpulsfolge zeitlich steuerbar,
um so bei der Bedruckung der Informationsträger auf dem Trägerband
einen minimierten Verbrauch an Transferband zu erhalten.
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Kurze
Schaltzeiten, d. h. eine hohe Schaltfrequenz, lassen sich erreichen,
wenn der Druckkopf zur Abhebung von dem Trägerband mit einem druckbeaufschlagbaren
beweglichen Element verbunden ist. Über entsprechende Druckbeaufschlagung
wird dann dieses Element bewegt, wodurch wiederum diese Bewegung
eine Abhebung des Druckkopfes bewirkt. Dadurch lassen sich kurze
Reaktionszeiten erreichen.
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Grundsätzlich kann
es sich bei dem beweglichen Element um einen Druckluftzylinder handeln. Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn das druckbeaufschlagbare Element
eine Membran ist. Diese läßt sich
mit minimierter Trägheit ausbilden,
so daß die Reaktionszeiten
bei der Druckbeaufschlagung minimiert sind. Es hat sich gezeigt,
daß eine
Abhebung des Druckkopfes in der Größenordnung von 0,5 mm genügt, um den
Anpreßdruck
genügend
zu verringern. Über
eine Membran mit den geschilderten Vorteilen läßt sich eine solche Relativbewegung
durch Druckbeaufschlagung erreichen, wobei kurze Reaktionszeiten
gewährleistet
sind.
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Vorteilhafterweise
ist dabei der Druckkopf schwenkbar angeordnet, so daß über das
druckbeaufschlagbare Element ein Drehmoment ausübbar ist, welches eine Abhebung
des Druckkopfes von dem Trägerband
weg bewirkt.
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Vorzugsweise
ist dabei eine pneumatische Beaufschlagungsfläche auf einen Druckkopfhalter zur
Bewegung des Druckkopfes zwischen dem Druckkopf und einer Schwenkachse
des Druckkopfhalters angeordnet, um so ohne Störung des Druckvorganges selber
eine Abhebbewegung ausführen zu
können.
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Günstig ist
es ferner, wenn der Druckkopf vorgespannt bezüglich einer Führungsfläche für das Trägerband
angeordnet ist. Dadurch ist eine Grundstellung des Druckkopfes definiert,
nämlich
die für den
Bedruckungsmodus geeignete Grundstellung. Durch einen aktiven Vorgang,
nämlich
Aussendung eines Luftimpulses, wird dann der Druckkopf weg verschwenkt
und kehrt nach Beendigung der Druckbeaufschlagung automatisch in
seine Grundstellung zurück.
Dadurch ist die eigentliche Aufgabe der Druckvorrichtung, nämlich das
Bedrucken des Informationsträgers,
gewährleistet.
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Die
Vorspannungskraft wirkt dabei entgegen einer Abhebekraft für den Druckkopf
von der Führungsfläche weg,
um so zu gewährleisten,
daß der Druckkopf nach
Beendigung der Druckbeaufschlagung wieder in die Grundstellung zurückkehrt.
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Um
die Stellungen des Druckkopfes definiert einzustellen, ist günstigerweise
jeweils ein Anschlag für
den Druckkopf für
die Bewegung von dem Trägerband
weg und auf dieses zu vorgesehen; auf diese Weise läßt sich
ein maximal möglicher
Abstand zwischen dem Druckkopf und dem Trägerband einstellen.
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Günstigerweise
ist dabei der Anschlag einer pneumatischen Beaufschlagungsfläche eines
Druckkopfhalters gegenüberliegend
angeordnet, um eine platzsparende Anordnung zu erreichen.
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Weiterhin
ist ein Anschlag für
die Bewegung des Druckkopfes auf eine Führungsfläche des Trägerbandes zu vorgesehen, um
bei der Rückstellung des
Druckkopfes nach einer Abhebebewegung ein definiertes Erreichen
der Grundstellung für
den Druckmodus zu erreichen.
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Günstigerweise
liegt der Anschlag dabei in der Nähe der Führungsfläche oder bildet mindestens einen
Teil der Führungsfläche, um
so eben definiert die Grundstellung wieder herstellen zu können.
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Besonders
günstig
ist es, wenn ein Anschlag mit einem Dämpfungselement versehen ist,
beispielsweise einem Filzstück,
um ein hartes Anstoßen zu
vermeiden und damit die Lebensdauer der Druckvorrichtung zu erhöhen.
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Es
ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine Führungsfläche für das Trägerband beim Drucken an einem
Abziehelement für
das Trägerband gebildet
ist.
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An
einem solchen Abziehelement wird das Trägerband nach Bedrucken der
Informationsträger umgelenkt,
um den bedruckten Informationsträger aus
der Druckvorrichtung herauszuführen,
so daß ein Benutzer
den Informationsträger
abnehmen kann.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bewegung des Druckkopfes
mit einer Schaltfrequenz von 80 Hz oder schneller schaltbar ist.
Solche Schaltfrequenzen lassen sich bei der pneumatischen Ansteuerung
des Druckkopfes insbesondere über
einen Druckkopfhalter und über
einen Druckzylinder, bei dem es sich insbesondere um eine Membran
handelt, erreichen.
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Um
ein definiertes Abspulen eines unverbrauchten Transferbandes und
ein definiertes Aufspulen eines verbrauchten Transferbandes zu erreichen,
umfaßt
vorteilhafterweise die zweite Transportvorrichtung einen Transferband-Abspuler und einen Transferband-Aufspuler.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn der Transport des Transferbandes
durch die zweite Transportvorrichtung pneumatisch stoppbar ist.
Es läßt sich
dann gleichzeitig mit der Abhebebewegung des Druckkopfes bezüglich des
Transferbandes der Weitertransport des Transferbandes in der Druckvorrichtung
stoppen. Auf diese Weise läßt sich
dann eine Synchronisierung der zweiten Transportvorrichtung bezüglich des
Transports des Transferbandes mit der Bewegung des Druckkopfes erreichen.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es dann, wenn ein Luftimpuls oder eine
Luftimpulsfolge zur Bewegung des Druckkopfes von dem Trägerband
weg gleichzeitig eine Bremsung der Bewegung des Transferbandes bewirkt.
Der über
ein Durchlaßventil erzeugte
Luftimpuls bzw. die erzeugte Luftimpulsfolge kann dann gleichzeitig
dazu dienen, den Druckkopf abzuheben und den Transport des Transferbandes
zu stoppen. Dadurch wiederum läßt sich
eine automatische Synchronisierung dieser beiden Vorgänge erreichen.
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Insbesondere
ist es vorgesehen, daß der Luftimpuls
oder die Luftimpulsfolge Feine Bremse eines Transferband-Abspulers
und/oder Transferband-Aufspulers betätigt, um so den Weitertransport des
Transferbandes an dem Druckkopf vorbei zu sperren.
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Um
ein Abspulen des unverbrauchten Transferbandes und ein Aufspulen
des verbrauchten Transferbandes zu erreichen, ist der Transferband-Aufspuler
allein oder sind der Transferband-Aufspuler und der Transferband-Abspuler
direkt angetrieben. Vorzugsweise ist es so, daß der Transferband-Aufspuler
direkt angetrieben ist, während
dann der andere Spuler indirekt über
das Transferband angetrieben wird.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß alleine oder in Kombination
mit den bereits erläuterten
Merkmalen dadurch gelöst,
daß ein Antrieb
der zweiten Transportvorrichtung für die Bewegung des Transferbandes
als Schlupfantrieb ausgebildet ist. Bei einem solchen Schlupfantrieb
lassen sich Axiallagerkräfte
auf rotierende Teile minimieren. Da eine flexible Ausgestaltung
möglich
ist, ist keine hohe mechanische Präzision bezüglich der Lagerung und des
Antriebs erforderlich, so daß sich
der entsprechende Antrieb kostengünstig realisieren läßt. Weiterhin
läßt sich
eine selbstangleichende Anlage der relevanten Reibungsflächen erreichen,
so daß eine
hohe Reibmomentenstabilität
erreicht ist.
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Insbesondere
ist dabei ein Transferband-Aufspuler und/oder ein Transferband-Abspuler und insbesondere
der direkt angetriebene Spuler mit Überdrehzahl angetrieben. Über einen
entsprechenden Schlupf, welcher insbesondere einstellbar ist, stellt
sich dann die gewünschte
Drehzahl für
den Spuler ein.
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Ein
solcher Schlupfantrieb läßt sich
auf vorteilhafte Weise realisieren, wenn dieser ein insbesondere
direkt angetriebenes Element umfaßt, welches an eine Transferband-Aufnahme
gekoppelt ist, wobei die Kopplung kraftschlüssig ist. Dadurch ist über die Kopplung über das
angetriebene Element die Transferband-Aufnahme rotierbar. Aufgrund
der kraftschlüssigen
Kopplung läßt sich
jedoch ein gewisser Schlupf erreichen, über den wiederum beispielsweise
eine Reibmomentenstabilität
erreichbar ist.
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Eine
solche kraftschlüssige
Kopplung läßt sich
auf einfache Weise erreichen, wenn das angetriebene Element und
die Transferband-Aufnahme magnetisch gekoppelt sind. Beispielsweise
weist dazu die Transferband-Aufnahme dem angetriebenen Element zugewandt
eine Mehrzahl von Aufnahmen für
Magnete auf. Bei den Magneten kann es sich um Elektromagneten oder
Permanentmagneten handeln.
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Das
Schlupfmoment ist dann durch Bestückung oder Beschaltung von
Magneten in den Magnetaufnahmen einstellbar. Dadurch kann auch über nachträgliche Bestückung bzw.
Herausnehmen von Magneten eine Anpassung beispielsweise an das Material
des Transferbandes und/oder des Trägerbandes durchgeführt werden.
Sind beispielsweise N Aufnahmen vorgesehen, die mit M Magneten bestückbaren
sind, dann läßt sich
eine N × M-Abstufung bezüglich der
Einstellung des Schlupfmomentes erreichen.
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Vorzugsweise
ist entweder der Transferband-Aufspuler direkt angetrieben oder
der Transferband-Abspuler. Günstig
ist es dann, wenn der nicht (direkt) angetriebene Spuler eine Rutschkupplung umfaßt, durch
welche eine Transferband-Aufnahme drehfest
bezüglich
eines Gehäuses
der Druckvorrichtung fixierbar ist. Die Rutschkupplung läßt sich
so ausbilden, daß die
Transferband-Aufnahme rotiert, wenn der andere Spuler angetrieben
ist. Das Drehmoment zur Rotation der Transferband-Aufnahme wird
dabei durch das Transferband übermittelt.
Ist dann jedoch der Antrieb angehalten, dann bewirkt die Rutschkupplung
auch, daß die
Transferband-Aufnahme über
die drehfeste Fixierung bezüglich
des Gehäuses
angehalten wird. Dadurch wiederum wird das Transferband auch beim
Anhalten des Transportes stets straff gehalten, so daß ein Durchhängen oder eine
Faltung oder eine Knickung und dergleichen vermieden ist.
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Insbesondere
erfolgt dabei die Fixierung kraftschlüssig und vorzugsweise über magnetische Kräfte. Dazu
ist, ähnlich
wie oben bereits im Zusammenhang mit dem Schlupfantrieb beschrieben,
die Transferband-Aufnahme mit einer Mehrzahl von Magnetaufnahmen
versehen, in welche Magnete einsetzbar sind.
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Die
Fixierungskraft wiederum ist durch Bestückung oder Beschaltung von
Magneten in den Magnetaufnahmen einstellbar. Alleine über die
Fixierungskraft läßt sich
das Drehmoment einstellen, welches erforderlich ist, um die Transferband-Aufnahme zu
rotieren.
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Günstig ist
es, wenn für
den Transferband-Aufspuler und/oder den Transferband-Abspuler ein
drehfest insbesondere bezüglich
eines Gehäuses der
Druckvorrichtung angeordneter Wellenstummel vorgesehen ist, auf
welchem eine Hülse
zur Aufnahme des Transferbandes drehbar sitzt. Dadurch lassen sich
starre Achsen erreichen, bezüglich
welcher Zugkräfte
minimiert sind.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern auf
einem Trägerband
mittels eines Druckkopfes, welcher ein Transferband aktiviert.
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Es
liegt dabei die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit minimierten
Reaktionszeiten bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Druckkopf pneumatisch von dem Transferband weg hebbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung
erläuterten
Vorteile auf. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens wurden
ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erläutert.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn ein Luftimpuls oder eine Luftimpulsfolge,
welche den Druckkopf vom Transferband weg hebt, den Transport des Transportbandes
stoppt.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang
mit der Zeichnung der näheren
Erläuterung
der Erfindung. Es zeigen
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1 eine Draufsicht auf ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung
von Elementen der Druckvorrichtung gemäß 1 zur Erläuterung ihrer Funktionsweise;
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3 eine perspektivische Teilschnittansicht eines
Transferband-Aufspulers;
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4 eine perspektivische Teilschnittansicht eines
Transferband-Abspulers;
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5 eine vergrößerte Ansicht
des Bereichs A gemäß 3 und
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6 eine Schnittansicht des
Transferband-Aufwicklers gemäß 3 längs der Linie 6-6.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung,
welche in 1 als Ganzes
mit 10 bezeichnet ist, umfaßt eine stabile Gehäusebasis 12,
welche so ausgebildet ist, daß sie
die auftretenden Kräfte
aufnehmen kann. Diese Gehäusebasis 12 hält ein Gehäuse (in
der Zeichnung nicht gezeigt).
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Die
Druckvorrichtung umfaßt
eine als Ganzes mit 14 bezeichnete erste Transportvorrichtung zum
Transport eines Trägerbandes 16 mit
zu bedruckenden Informationsträgern
durch die Vorrichtung.
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Ferner
ist eine als Ganzes mit 18 bezeichnete zweite Transportvorrichtung
vorgesehen, über
die ein Transferband 20 durch die Vorrichtung transportierbar
ist.
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Trägerband 16 und
Transferband 20 sind durch die jeweiligen Transportvorrichtungen 14 bzw. 18 so
geführt,
daß sie
in einem Druckbereich 22 zusammenlaufen, so daß über Aktivierung
des Transferbands 20 durch einen Druckkopf 24 Informationsträger, beispielsweise
Etiketten, auf dem Trägerband 16 bedruckbar
sind.
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Bei
dem Transferband 20 handelt es sich insbesondere um ein
Farbband oder um ein Thermotransferband. In diesem Falle ist der
Druckkopf 24 als Thermodruckkopf ausgebildet, welcher individuell ansteuerbare
nadelförmige
Heizelemente aufweist, welche einen Übertrag von Farbe von dem Transferband 20 auf
den Informationsträger
auf dem Trägerband 16 bewirken.
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Die
erste Transportvorrichtung 14 für das Trägerband 16 umfaßt eine
Aufnahme 26 für
eine Trägerbandrolle 28,
von welcher Trägerband 16 zur Zuführung zu
dem Druckkopf 24 abspulbar ist. Die Aufnahme 26 ist
insbesondere nicht angetrieben, wobei eine Drehachse 30 für die Trägerbandrolle 28 quer
und insbesondere senkrecht zur Gehäusebasis 12 liegt
(in 1 senkrecht zur
Zeichenebene). Das Trägerband
wird von der Trägerbandrolle 28 tangential
abgespult und über
Umlenkrollen 32, 34 so ausgerichtet, daß es dem
Druckkopf 24 zuführbar
ist, wobei der Druckkopf 24 insbesondere in einem Eckbereich
der Gehäusebasis 12 angeordnet
ist, so daß ein Informationsträger 36,
beispielsweise eine Etikette, nach dem Bedrucken leicht entnehmbar
ist und genügend
Raum zur Aufnahme der Trägerbandrolle 28 bereitgestellt
ist. Beispielsweise sind die Umlenkrollen 32, 34 so
angeordnet, daß das
Trägerband
nach der Vorbeiführung
an diesen Umlenkrollen 32, 34 im wesentlichen
parallel zu einer Gehäusebasisseite geführt ist.
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Über eine
weitere Umlenkrolle 38 wird das Trägerband 16 so umgelenkt,
daß es
an dem Druckkopf 24 zum Bedrucken der Informationsträger 36 vorbeiführbar ist.
An einem Abziehelement 40 ist dabei eine Führungsfläche 42 für die Führung des
Trägerbands 16 während des
Bedruckens gebildet. Das Abziehelement 40 ist so ausgebildet,
daß die
Richtung des Trägerbands
nach dem Bedrucken geändert
wird und der bedruckte Informationsträger an einem Gehäuseschlitz
entnehmbar ist.
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Das
Trägerband
wird dabei über
weitere Umlenkelemente 46, 48 zu einem Trägerband-Aufspuler 50 geführt, welcher
das Trägerband
nach Ablösung der
bedruckten Informationsträger 36 aufnimmt.
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Dieser
Trägerband-Aufspuler 50 ist
in einem Bereich 57 der Gehäusebasis 12 angeordnet,
welcher zwischen der Aufnahme 26 für die Trägerbandrolle 28 und
dem Druckbereich 22 liegt, um einen entsprechenden Raum
zum Aufspulen des Trägerbands 16 bereitzustellen.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
daß auf
dem Trägerband
16 ablösbare Informationsträger
36 angeordnet
sind, die bedruckt werden, oder daß das Trägerband im sogenannten Linerless-Verfahren
direkt bedruckbar ist (in diesem Fall ist dann das Trägerband
nicht Träger
von Informationsträgern,
sondern selber der Informationsträger). Die Druckvorrichtung
muß im
Linerless-Falle so ausgestaltet sein, wie in der
EP 0 758 979 B1 beschrieben,
auf die hiermit ausdrücklich
Bezug genommen wird. Insbesondere sind dann Mittel vorgesehen, die
nach dem Druckkopf
24 angeordnet sind und neben einer Druckwalze
liegen, um einen Abschnitt des (kleberbeschichteten) Trägerbands
16 von
der Druckwalze abzustreifen, so daß das Trägerband
16 mit den
auf der der Kleberschicht gegenüberliegenden
Seite aufgedruckten Informationen von der Druckvorrichtung
10 entfernt
werden kann.
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Die
zweite Transportvorrichtung 18 zum Transport des Transferbandes 20 umfaßt einen
drehbaren Transferband-Abspuler 52 und einen drehbaren
und insbesondere direkt angetriebenen Transferband-Aufspuler 54.
Das Transferband 20 wird als Transferband-Rolle 56 von
dem Transferband-Abspuler 52 abgespult und wird dabei näherungsweise parallel
zu dem Trägerband 16 zu
dem Druckkopf 24 geführt,
wobei an einem Umlenkelement 59 eine Umlenkung stattfindet,
um das Transferband 20 und das Trägerband 16 miteinander in
Kontakt bringen zu können.
Das Transferband 20 wird dann an dem Druckkopf 24 vorbeigeführt, und
verbrauchtes Transferband 20 wird von dem Transferband-Aufspuler 54 aufgespult.
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Die
Drehachsen 58 bzw. 60 des Transportband-Abspulers 52 bzw.
des Transportband-Aufspulers 54 liegen parallel zueinander
im wesentlichen senkrecht zu der Gehäusebasis 12 und somit
auch parallel zu der Drehachse 30 der Aufnahme 26 für die Trägerbandrolle 28.
Die Drehrichtungen von Transferband-Aufspuler 54 und Transferband-Abspuler 52 sind
entgegengerichtet.
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Das
Transferband 20 und das Trägerband 16 sind zum
Bedrucken synchron miteinander geführt, so daß während der Aktivierung des Druckkopfes 24 im
wesentlichen keine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Trägerband 16 und
dem Transferband 20 vorliegt. Für das Bedrucken eines Informationsträgers 36 wird
das Transferband durch den Druckkopf 24 in einem Teilbereich
beaufschlagt. Dieser beaufschlagte Teilbereich wird nach dem Bedrucken
abgeführt,
d. h. dem Transferband-Aufspuler 54 zugeführt, da
dieser Bereich zum Bedrucken nicht mehr verwendbar ist.
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Grundsätzlich ist
es nur notwendig, das Transferband 20 und das Trägerband 16 während des
Bedruckens synchron zu führen.
Um einen übermäßigen Verbrauch
des Transferbandes 20 zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der
Transferband-Transport durch die zweite Transportvorrichtung 18 gebremst
und insbesondere gestoppt wird, wenn während des Vorbeilaufens des Trägerbandes 16 an
dem Druckkopf 24 kein Druckvorgang durchgeführt werden
soll; dies ist insbesondere der Fall, wenn ein Informationsträger 36 größere nicht
zu bedruckende Bereiche aufweist.
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Damit
der Transport des Transferbandes 20 bei Weitertransport
des Trägerbandes 16 gestoppt werden
kann, muß sich
eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Trägerband 16 und Transferband 20 ausbilden
können.
Dazu ist es notwendig, daß der Anpreßdruck des
Druckkopfes 24 auf das Transferband 20 zu dem
Trägerband 16 vermindert
wird. Erfindungsgemäß ist es
nun vorgesehen, wie in 2 gezeigt,
daß der
Druckkopf 24 über
einen Druckkopfhalter 62 mittels eines Schwenklagers 64 schwenkbar
an der Gehäusebasis 12 angeordnet
ist. Eine Schwenkachse 66 ist dabei parallel zu den Drehachsen 58, 60 angeordnet.
Der Druckkopfhalter 62 mit dem fest daran sitzenden Druckkopf 24 ist
pneumatisch, d. h. durch Druckluftbeaufschlagung, von dem Transferband 20 weg
schwenkbar. Dazu ist eines Überdruckbeaufschlagungsvorrichtung 68 vorgesehen,
an welche ein steuerbares Durchlaßventil 70 gekoppelt
ist. Eine Druckleitung 72 führt von diesem Durchlaßventil
zu einem druckbeaufschlagbaren Element 74, bei dem es sich
insbesondere um eine Membran handelt. Dieses druckbeaufschlagbare Element 74 ist
derart beweglich, daß durch
dieses bei entsprechender Druckbeaufschlagung eine Schwenkbewegung
des Druckkopfes 24 von dem Trägerband 16 weg initiierbar
ist. Dazu ist das druckbeaufschlagbare Element 74 an den
Druckkopfhalter 62 über
eine pneumatische Beaufschlagungsfläche gekoppelt, um über die
Bewegung des druckbeaufschlagbaren Elements 74 eine Schwenkbewegung des
Druckkopfhalters 62 zu bewirken.
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An
der Gehäusebasis 12 sitzt
starr ein Halteelement 76, welches eine Anschlagfläche 78 für die Bewegung
des Druckkopfhalters 62 bereitstellt, um die Schwenkbarkeit
des Druckkopfes 24 von dem Trägerband 16 weg zu
begrenzen. Diese Anschlagfläche 78 ist
insbesondere so angeordnet, daß sie der pneumatischen
Beaufschlagungsfläche
des Druckkopfhalters 62, über welche das druckbeaufschlagbare
Element 74 auf diesen wirkt, gegenüberliegend ist.
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Die
Anschlagfläche 78 ist
dabei mit einem Dämpfungselement 80,
beispielsweise einem Filzstück,
versehen, um ein hartes Anschlagen zu vermeiden.
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Eine
Höhendistanz 82,
in welcher der Druckkopf 24 maximal von dem Trägerband 16 abhebbar ist,
liegt dabei beispielsweise in der Größenordnung von ca. 0,5 mm oder
kleiner.
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An
dem Halteelement 76 sitzt eine Feder 84, welche
den Druckkopfhalter 62 so vorspannt, daß der Druckkopf 24 mit
der zum Bedrucken notwendigen Anpreßkraft das Transferband 20 gegen
das Trägerband 16 drückt. Bei
Verschwenkung des Druckkopfhalters 62 von dem Trägerband 16 weg
muß die
Federkraft der Feder 84 überwunden werden. Wird die Druckbeaufschlagung
weggenommen, so wirkt die Feder 84 als Rückstellfeder
mit einer Rückstellkraft, die
den Druckkopfhalter 62 mit dem Druckkopf 24 in Richtung
des Trägerbands 16 bewegt
und das Transferband 20 gegen das Trägerband 16 drückt.
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Die
pneumatische Beaufschlagungsfläche des
Druckkopfhalters 62 ist zwischen einer Beaufschlagungsfläche der
Feder 84 auf den Druckkopfhalter 62 und der Schwenkachse 66 des
Druckkopfhalters 62 angeordnet. Die Feder 84 ist
ferner so angeordnet, daß die
Anpreßkraft
des Druckkopfes 24, welche dann vom Transferband 20 auf
das Trägerband 16 ausgeübt wird,
auf den Bereich der Führungsfläche 42 des
Trägerbands
an dem Abziehelement 40 wirkt.
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Insbesondere
ist es vorgesehen, daß das Abziehelement 42 als
Anschlag für
den Druckkopf 24 ausgebildet ist mit einem Dämpfungselement 86, welches
an der Führungsfläche 42 liegt
oder sogar einen Teil dieser Führungsfläche 42 bildet.
Durch dieses Dämpfungselement 86 wird
ein hartes Anschlagen des Druckkopfes 24 an das Abziehelement 40 bei
der Rückstellung
des Druckkopfhalters 62 vermieden.
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Von
der Überdruck-Beaufschlagungsvorrichtung 68 führt ferner
eine Druckleitung 88 zu dem Transferband-Aufspuler 54. Über Druckbeaufschlagung
auf der Druckleitung 88 ist dabei der Transportband-Aufspuler 54 abbremsbar
und insbesondere stoppbar, so daß der Weitertransport des Transferbandes 20 gestoppt
wird.
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Über eine
Steuerungsvorrichtung für
den Druckvorgang (in der Zeichnung nicht gezeigt) läßt sich
das Durchlaßventil 70 steuern,
d. h. insbesondere öffnen
und schließen.
Die Steuerung erfolgt dabei zeitlich, d. h. wenn ein größerer nicht
zu bedruckender Bereich kommt, wird das Durchlaßventil 70 geöffnet, um
so die Druckleitungen 72 und 88 mit Druck zu beaufschlagen.
Dadurch wird auf diesen Druckleitungen 72 und 88 ein
Luftimpuls oder eine Luftimpulsfolge übertragen, welche die entsprechenden
Steuerungsvorgänge
für den
Druckkopf 24 und den Transportband-Aufspuler 54 einleiten.
In Abhängigkeit
von dem eingestellten Volumenstrom und dem eingestellten Druck lassen
sich dabei sehr schnelle Schaltvorgänge realisieren mit einer Schaltfrequenz
in der Größenordnung
von 80 Hz oder schneller. Um den Volumenstrom und Druck einzustellen,
kann es auch vorgesehen sein, daß eine Drossel vorgeschaltet
ist (in der Zeichnung nicht gezeigt).
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Ist
das Durchlaßventil 70 auf
Durchlaß geschaltet,
so wirkt dann der entsprechende Luftimpuls bzw. Druckimpuls auf
die Membran 74, welche wiederum auf die pneumatische Beaufschlagungsfläche des
Druckkopfhalters 62 wirkt und diesen von dem Trägerband 16 weg
verschwenkt, so daß der
Anpreßdruck
von dem Transferband 20 auf das Trägerband 16 verringert
wird.
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Weiterhin
wirkt dieser Luftimpuls oder Druckimpuls auf die Druckleitung 88 und
bremst und insbesondere stoppt den Transferband-Aufspuler 54,
so daß der
Weitertransport des Transferbandes 20 gestoppt ist.
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Durch
die pneumatische Steuerung der Schwenkbewegung des Druckkopfes 24 und
der Abbremsung des angetriebenen Transferband-Aufspulers 54 läßt sich
eine Transferband-Sparschaltung realisieren, welche mit minimaler
mechanischer Kopplung und minimierter bewegter Masse schnell reagiert;
die entsprechende Sparschaltung läßt sich effektiv einsetzen
und platzsparend aufbauen und damit leicht in ein Gehäuse integrieren.
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Der
Transportband-Aufspuler 54 umfaßt, wie in 3 gezeigt, einen Wellenstummel 90,
welcher starr drehfest bezüglich
der Gehäusebasis 12 angeordnet
ist. Auf dem Wellenstummel 90 sitzt drehbar eine Hülse 92,
d. h. die Hülse 92 ist
drehbar auf dem Wellenstummel 90 gelagert. Diese Hülse 92 wiederum
bildet eine Aufnahme für
das (verbrauchte) Transferband 20.
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An
dem Wellenstummel 90 ist eine Bremse 94 angeordnet,
bei der es sich beispielsweise um eine Kolbenbremse handelt, die
mit der Druckleitung 88 verbunden ist und die druckbetätigbar ist.
Beispielsweise umfaßt
die Bremse 94 einen Kolben 97, der bei Beaufschlagung
mit einem Luftimpuls oder einer Luftimpulsfolge die Hülse 92 mit
dem Wellenstummel 90 verspannt, so daß die Drehbarkeit der Hülse 92 gegenüber dem
Wellenstummel 90 gesperrt ist.
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An
der Hülse 92 sitzt
der Gehäusebasis 12 zugewandt
ein scheibenförmiger
Flansch 96, welcher der Gehäusebasis 12 zugewandt
eine Mehrzahl von Aufnahmen 98 für Magnete 100 aufweist
(3, 5, 6).
Vorzugsweise sind dabei diese Aufnahmen um die Drehachse 60 verteilt
angeordnet. Jede einzelne Aufnahme 98 ist mit einem oder
mehreren Magneten 100a, 100b bestückbar (vgl. 5).
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Zwischen
dem Flansch 96 und der Gehäusebasis 12 sitzt
um den Wellenstummel 90 drehbar angeordnet eine Scheibe 102.
Diese Scheibe 102 ist insbesondere direkt angetrieben.
Ist dabei der Flansch 96 fest an die Scheibe 102 gekoppelt,
so wird entsprechend der Drehzahl der Scheibe 102 die Hülse 92 mitgedreht.
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Mittels
der Scheibe 102 und dem mit Magneten 100 bestückbaren
Flansch 96 ist ein Schlupfantrieb für die Hülse 92 gebildet. Dazu
ist die Scheibe 102 aus einem magnetisch leitfähigen Material
und insbesondere Eisen enthaltenden Material gefertigt, so daß der Flansch 96 magnetisch
an die Scheibe 102 koppelbar ist.
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Es
kann dabei noch vorgesehen sein, daß zwischen der Scheibe 102 und
dem Flansch ein flexibles Element 104, beispielsweise eine
Filzscheibe, angeordnet ist. Weiterhin kann ein weiteres flexibles Element 106,
beispielsweise ein dünnes
Band aus Stahl, an dem Flansch 96 angeordnet sein, welcher derart
flexibel ist, daß dieser
sich an die Scheibe 102 und das darauf sitzende flexible
Element 104 anpassen kann, um so eine optimale Kraftübertragung
von dem Flansch 96 zu der Scheibe 102 zu erreichen.
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Bei
den Magneten 100 kann es sich um Permanentmagneten handeln
oder um Elektromagneten. Im Falle von Elektromagneten sind diese
insbesondere individuell schaltbar, um so eine fremdgeschaltete
Kupplung zu realisieren, deren Schlupf extern steuerbar ist.
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Durch
angepaßte
Bestückung
der Aufnahmen 98 des Flansches 96 mit Permanentmagneten 100 kann
die auf die Scheibe 102 ausgeübte Kraft und damit das Schlupfmoment
eingestellt werden. Sind beispielsweise in einer Aufnahme 98 zwei
Magneten 100a; 100b positionierbar (5) und weist; wie in 6 gezeigt, der Flansch neun
Aufnahmen auf, dann lassen sich bei der Verwendung gleicher Magnete 100 die
Kräfte
in 18 Stufen und damit die Schlupfmomente in 18 Stufen
einstellen. Durch entsprechende Wahl der Bestückung kann damit das Schlupfmoment
bzw. das Drehmoment, welches die Hülse 92 erfährt, an
die Verarbeitungsparameter angepaßt werden, wenn sich beispielsweise
das Material des Trägerbandes 16 und/oder
das Material des Transferbandes 20 ändert.
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Die
Scheibe 102 wird mit einer Drehzahl angetrieben, welche
höher ist
als die für
die Hülse 92 gewünschte Drehzahl,
d. h. größer ist
als die gewünschte
Aufspulgeschwindigkeit des Transportbandes 20 auf dem Transportband-Aufspuler 54.
Die Kopplung zwischen der Hülse 92 und
der angetriebenen Scheibe 102 erfolgt über die magnetischen Kräfte des
oder der Magnete 100 auf die Scheibe 102. Bei
entsprechender Einstellung dieser Kraft ergibt sich eine Relativbewegung
zwischen der Hülse 92 mit
ihrem Flansch 96 zu der Scheibe 102, um die gewünschte Drehzahl
der Hülse 92 zu
erhalten; in diesem Fall hat man einen Schlupf oder ein Durchrutschen
des Flansches 96 bezüglich
der Scheibe 102.
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Der
Schlupfantrieb umfaßt
folglich eine Rutschkupplung.
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Auf
diese Weise lassen sich axiale Lagerkräfte der Hülse 92 am Wellenstummel 90 minimieren,
so daß die
Kraftbelastung der Gehäusebasis 12 auch
bei größeren Transferbandrollen
minimiert ist. Durch eine selbstangleichende Anlage der entsprechenden
Reibungsflächen
bei der Rotation der Hülse 92 gegenüber der
Scheibe 102 ist die angetriebene Rotation der Hülse 92 auch
reibmomentenstabil, wobei wegen der flexiblen Anpaßbarkeit
keine hohe mechanische Präzision
erforderlich ist.
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Der
Transportband-Abspuler 52, welcher nicht direkt angetrieben
ist, ist ebenfalls mit einer Rutschkupplung versehen, wie in 4 gezeigt. Auch der Transportband-Abspuler 52 weist
einen Wellenstummel 108 auf, welcher drehfest mit der Gehäusebasis 12 verbunden
ist. Um den Wellenstummel 108 ist eine Hülse 110 drehbar,
welche als Aufnahme für
eine Rolle des (unverbrauchten) Transferbandes 20 dient.
Die Rotation der Hülse 110 gegenüber dem
Wellenstummel 108 ist vermittelt über das Transferband 20 indirekt
durch den Transferband-Aufspuler 54 angetrieben.
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Um
den Wellenstummel 108 sitzt drehfest mit diesem verbunden
eine Scheibe 112. An der Hülse 110 sitzt ein
scheibenförmiger
Flansch 114, welcher der Scheibe 112 zugewandt
ist und, ähnlich
wie oben im Zusammenhang mit dem Flansch 96 beschrieben,
eine Mehrzahl von Aufnahmen 116 für Magnete 118 aufweist.
Die Scheibe 112 ist dabei aus einem magnetisch leitfähigen Material
wie beispielsweise Stahl mit einem entsprechenden Eisenanteil hergestellt,
so daß die
Scheibe 112 und die Hülse 110 über den
Flansch 114 mit einem oder mehreren Magneten 118 koppelbar
ist. Die Kopplungsstärke wiederum
kann durch entsprechende Bestückung der
Aufnahmen 116 eingestellt werden. Die Aufnahmen sind grundsätzlich so
angeordnet, wie anhand 6 für den Flansch 96 beschrieben.
Auf die gleiche Weise erfolgt auch die Einstellung der Kopplungsstärke.
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Über den
Flansch 114 mit der kraftschlüssigen Kopplung an die Scheibe 112 läßt sich
die Hülse 110 gegenüber der
Gehäusebasis 12 fixieren:
Wenn
der Transferband-Aufspuler 54 aufgrund eines entsprechenden
Luftimpulses bzw. einer entsprechenden Luftimpulsfolge angehalten
wird, dann besteht grundsätzlich
die Gefahr, daß das
Transferband durchhängt
oder geknickt wird und dergleichen. Aufgrund des Vorsehens einer
Rutschkupplung 120 bei dem nicht direkt angetriebenen Transportband-Abspuler 52 lassen
sich diese Störeffekte
vermeiden, da ohne (indirekten) Antrieb der Hülse 110 über den Transportband-Aufspuler 54 dessen
Rotation aufgrund der Rutschkupplung 120 sofort gebremst
wird und damit das Transferband bei abgehobenem Druckkopf 24 straff
gehalten wird.
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Auch
bei dieser Ausgestaltung des Transferband-Abspulers 52 sind
die axialen Achskräfte
minimiert.
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Die
erfindungsgemäße Druckvorrichtung 10 funktioniert
wie folgt:
Beim Bedrucken eines Informationsträgers 36 auf dem
Transferband 20 drückt
die Feder 84 über
den Druckkopfhalter 62 den Druckkopf 24 in Richtung
des Abziehelements 40, so daß der Druckkopf 24 einen Anpreßdruck auf
das Transferband 20 und auf das Trägerband 16 ausübt. In diesem
Betriebsmodus sind das Trägerband 16 und
das Transferband 20 synchron mit im wesentlichen Geschwindigkeitsdifferenz
Null an dem Druckkopf 24 vorbeigeführt.
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Tritt
ein größerer nicht
zu bedruckender Bereich auf, dann sendet die Steuerungsvorrichtung dem
Durchlaßventil 70 ein
entsprechendes Steuersignal und dieses öffnet kurzzeitig, wobei typische Schaltfrequenzen
bei 80 Hz oder größer liegen
können.
Dadurch wird ein Luftimpuls oder eine Luftimpulsfolge auf die Druckleitungen 72 und 88 ausgegeben.
Dadurch wiederum wird gleichzeitig der direkt angetriebene Transportband-Aufspuler 54 über die Bremse 94 gestoppt
und der Druckkopf 24 über
das druckbeaufschlagbare Element 74 von dem Transferband 20 abgehoben.
Dies bewirkt, daß sich
eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Trägerband 16 und dem
Transferband 20 beim Vorbeilaufen an dem Druckkopf 24 ausbilden
kann, wobei insbesondere kein Transport des Transferbandes 20 gegenüber dem
Druckkopf 24 stattfindet.
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Da
durch den Stop der Rotation des Transferband-Aufspulers 54 das
Transferband nicht weitertransportiert wird, wird dadurch auch die
Rotation der Hülse 110 des
Transferband-Abspulers 52 gestoppt. Über die Rutschkupplung 120 wird
dabei das Transferband 20 straff gehalten, da ohne Drehmomentenbeaufschlagung
der Hülse 110 (bei
Transport des Transferbandes 20 vermittelt durch das Transferband 20 selber)
die Hülse 110 über den
Flansch 114 unverdrehbar an die Scheibe 112 koppelt.
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Nach
Beendigung des Luftimpulses bzw. der Luftimpulsfolge bewirkt die
Feder 84 eine Rückstellung
des Druckkopfes 24 in Richtung des Trägerbandes 16, um ein
weiteres Bedrucken von Informationsträgern 36 zu ermöglichen.
Während
der Rückstellung
wird auch die Bremse 94 gelöst, so daß die Hülse 92 weitertransportieren
kann und damit das Transferband 20 wiederum im wesentlichen
synchron mit dem Trägerband 16 durch
die Druckvorrichtung 10 transportierbar ist.
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Aufgrund
des Schlupfantriebs für
den Transferband-Aufspuler 54 ist ein reibmomentenstabiler Antrieb
für das
Aufspulen des (verbrauchten) Transferbandes erreicht.