DE19944346A1 - Drucker - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Plotter und ein Verfahren zum Schneiden von Papier in einem Plotter vorgeschlagen. Eine Betätigungseinrichtung zum Absenken eines Schneidkopfes ist vorgesehen. Während des Schneidvorgangs wird der Schneidkopf von der Betätigungseinrichtung gegen eine Schneidoberfläche gehalten. Um auf einfache Weise eine übermäßige Kollision des Schneidkopfes mit der Schneidoberfläche beim Absenken des Schneidkopfes auf die Schneidoberfläche zu vermeiden, wird eine an die Betätigungseinrichtung angelegte Spannung, ausgehend von einem niedrigen Wert, stufenweise erhöht und zum Schneiden von Papier dann wieder abgesenkt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucker, insbesondere einen Tintenstrahl
drucker und/oder einen Plotter, der mit einem Schneidkopf versehen ist, wobei ein
Schneidmesserantriebsbetätigungsglied betätigt wird, um ein Schneidmesser abzu
senken, und wobei der Schneidkopf in einer horizontalen Richtung relativ zum Pa
pier bewegt bzw. verfahren wird, um das Papier auf der Schneidoberfläche zu
schneiden.
Bei einem Stiftplotter, der den Stift vertikal mittels einer Spule bewegt, wird, um eine
Kollision des Stifts zu verhindern, die Spannung für die Spule durch ein geschlos
senes bzw. rückgekoppeltes Feldsystem auf der Basis eines Programms zur weichen
Landung gesteuert bzw. geregelt, und eine weiche Landung des Stifts wird gegen
die Schreib- bzw. Druckoberfläche ausgeführt, was dem Fachmann bereits bekannt
ist.
Des weiteren ist ein Plotter bekannt, bei dem ein Schneidmesser mit einem Elektro
magneten gekoppelt bzw. gekuppelt ist, wobei bei dem Drucker des offenen Schleifen
typs bzw. mit offener Regelschleife eine Spannung dem Elektromagneten zugeführt
wird, die ausreichend ist, um das Schneidmesser mit einer hohen Geschwindigkeit ab
zusenken und wobei, nachdem das Schneidmesser mit der Schneidmesseroberfläche
in Kontakt getreten ist, die aufgeprägte bzw. eingeprägte Spannung verringert wird,
um auf eine vorbestimmte Schneidspannung umzuschalten.
Ein Mechanismus zum weichen Landen des Stifts weist im Falle des geschlossenen
Schleifensystems bzw. bei geschlossener Regelschleife Probleme auf, wie eine kom
plizierte Steuerung bzw. Regelung und viele Bauelementteile, und verursacht auch
hohe Kosten, wenn dieser Mechanismus in einem Schneidmessermechanismus ver
wendet werden soll.
Des weiteren neigt ein System zur Abwärtssteuerung des Schneidmessers mittels der
einer nicht rückgekoppelten, also offenen Steuerung durch den Elektromagneten
dazu, eine Kollision des Schneidmessers gegen die Papieroberfläche mit einer hohen
Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Schneidmessermechanismus aufgrund ei
ner Fluktuation bzw. von Schwankungen in der Belastung bzw. Kraft des Schneid
messermechanismus zu verursachen. Wenn z. B. angenommen wird, daß eine Fluk
tuation in der Kraft des Schneidmessermechanismus zwischen 100 g bis 450 g exi
stiert, wobei die Spannung, die eine Abwärtskraft erzeugt, die für den Elektromagne
ten ausreichend ist, um eine Kraft bis 500 g zu überwinden, bei einem Schneidmes
sermechanismus mit einer Belastung von 100 g oder 200 g eine übermäßig große
Schneidmesserabwärtskraft zur Folge hat. Folglich neigt das Schneidmesser dazu, mit
der Schneidmesseraufnahmeoberfläche bei hoher Geschwindigkeit zu kollidieren,
was Abnutzung und Zerren bzw. Risse schneidwerksseitig verursacht, was einige der
Probleme waren.
Wenn das Schneidmesser mit der Schneidmesseraufnahmeoberfläche kollidiert, trifft
des weiteren eine große Vibrationskraft an der Maschine des Druckers bzw. Plotters
auf, die einen nachteiligen Einfluß auf die Form bzw. den Zustand der Tinte in bzw.
an der Düsenoberfläche eines Tintenstrahlschreibkopfes ausübt, was in einer ver
schlechterten Qualität des Bildes bzw. des Druckes in einigen Fällen resultiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucker bzw. Plotter
und ein Verfahren zu schaffen, die die voranstehenden Probleme lösen bzw. zumin
dest minimieren.
Die obige Aufgabe wird durch einen Drucker gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren
gemäß Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un
teransprüche.
Die vorliegende Erfindung verhindert die Kollision des Schneidwerks bzw. Schneid
messers mit der Oberfläche des Papiers bei hoher Geschwindigkeit. Wenn das
Schneidwerk bzw. das Schneidmesser abgesenkt wird, um das Papier abzuschneiden,
minimiert der Controller bzw. die Steuereinrichtung anfänglich die Spannung an der
Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung und steigert die Spannung danach in
Stufen. Nachdem die eingeprägte Spannung zum Absenken des Schneidwerks bzw.
Schneidmessers für die Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung eine maximale,
voreingestellte Spannung erreicht, schaltet der Controller bzw. die Steuereinrichtung
die eingeprägte Spannung für die Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung auf
eine vorbestimmte Spannung zum Schneiden um.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Betriebsablaufdiagramm, das die vorliegende Erfindung erläutert;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckers;
Fig. 3 eine blockschaltbildartige Darstellung zur Erläuterung des Druckers;
Fig. 4 eine Schnittansicht, die zur Erläuterung einen Schneidmechanismus des
Druckers zeigt; und
Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie A-A von Fig. 4.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung un
ter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Drucker bzw. Plotter des Tintenstrahltyps, wobei
eine Y-förmige Schiene 12 auf bzw. über einer Aufspannfläche bzw. Papierauflage 4
angeordnet ist. Ein Träger 6 kann sich entlang der Y-förmigen Schiene 12 hin- und
herbewegen in einer Richtung, die das Papier 10 auf der Unterlage bzw. Druckfläche
4 kreuzt. Insbesondere ist der Träger 6 senkrecht zur Zeichenfläche von Fig. 2 durch
den Antrieb eines Trägerantriebsmotors 8 bewegbar. Das Papier 10 auf der Auflage 4
ist zwischen einer Antriebswalze 13 und einer Druckwalze 14 eingeklemmt bzw. ge
führt und wird in eine Richtung gemäß Pfeil A in Fig. 2 auf der Auflage 4 durch eine
intermittierende Rotation der Antriebswalze 13 gefördert, die durch einen Papierträ
germotor 16 angetrieben wird. Ein Schreibkopf 18 des Tintenstrahltyps ist am Träger
6 angebracht, und der Schreibkopf 18 spritzt Tintentröpfchen auf das Papier 10 auf
der Auflage 4 auf der Basis von Bild(punkt)- bzw. Pixeldruckinformationen, die von
einem Controller bzw. einer Steuereinrichtung 20 des Druckers 2 zugeführt werden,
und führt ein Plotten bzw. Drucken auf dem Papier 10 aus.
Des weiteren ist ein Schneidkopf 22 am Träger 6 angebracht, und der Schneidkopf
22 ist derart aufgebaut bzw. konstruiert, daß an einer vorbestimmten Position bzw. an
einer vorbestimmten Stelle des Papiers 10, das bereits bedruckt ist, abgeschnitten wird
durch die Bewegung des Trägers 6 in einer das Papier 10 kreuzenden Richtung, näm
lich in Y-Achsenrichtung auf der Schneidoberfläche einer Schneidmatte 24, die an
bzw. auf der Druckauflage bzw. Papierführung 4 befestigt ist.
Ein zylindrischer Schneidmesserführungshalter 24 ist integriert am Maschinenkörper
des Schneidkopfes 22, wie in Fig. 4 gezeigt, befestigt, und ein Schneidwerk bzw.
Schneidmesser 28 ist in den Schneidmesserführungshalter 26 eingeführt bzw. einge
steckt und in dem Schneidmesserführungshalter 26 in einer senkrechten Richtung
zur Schneidmatte 24 anhebbar angeordnet. Das Schneidwerk bzw. Schneidmesser 28
weist einen dünnen Plattenabschnitt 28a aus Kunststoff oder Harz, der insbesondere
durch Kunststoffgießen oder -pressen hergestellt ist, und einen Klingenabschnitt 28b
auf, der insbesondere aus Klingenstahl hergestellt ist, wobei ein Teil des Schneid
werks bzw. Schneidmessers 28 verschieblich mit Reibung in eine Führungsausneh
mung bzw. eine Führungsöffnung 30 von rechteckigem Querschnitt eines ringförmi
gen, zylindrischen Führungsabschnitts 26a des Schneidmesserführungshalters 26
eingesetzt bzw. eingepaßt ist. Im oberen Teil des Schneidmesserführungshalters 26 ist
ein zylindrischer Halterabschnitt 26b gebildet, der eine Halterausnehmung
bzw. -öffnung 32 von rundem bzw. kreisförmigem Querschnitt bildet, die koaxial zur Füh
rungsausnehmung bzw. -öffnung 30 angeordnet ist.
Ein Teil des Schneidwerks bzw. Schneidmessers 28 ist lose in der Halterausnehmung
bzw. -öffnung 32 angeordnet bzw. eingesetzt. Das Schneidwerk bzw. Schneidmesser
28 wird in Hubrichtung vorgespannt bzw. beaufschlagt von einer elastischen Kraft
einer Schraubenfeder 34, die in der Halterausnehmung 32 angeordnet und zusam
mengedrückt ist und sich an einem unteren Ende 36 der Halterausnehmung 32 als
Widerlager abstützt, wobei das andere Ende der Feder 34 vorzugsweise mittelbar
oder unmittelbar auf das Schneidmesser 28 mit vorzugsweise nach oben gerichteter
Kraft einwirkt. Das obere Ende des Schneidmessers 28 steht in Kontakt mit einem
Arm 40 bzw. einer unteren Oberfläche des Arms 40, der mit der Schneidmesseran
triebsbetätigungseinrichtung 38, wie einem Elektromagneten o. dgl., verbunden ist.
Ein konvexer Streifen bzw. ein vorstehender Steg 42 ist am Kunststoffabschnitt 28a
des Schneidmessers 28 entlang seiner Längsachse ausgebildet, und der Steg 42 ist in
eine korrespondierende, konkave Nut der Führungsausnehmung 30 verschieblich
eingepaßt, so daß das Schneidmesser 28 genau entlang der Führungsausnehmung 30
geführt ist. Der Kunststoffabschnitt 28a ist gebogen bzw. gekrümmt, und Reibung
zwischen der Führungsausnehmung 30 und dem Kunststoffabschnitt 28a tritt durch
diese Krümmung auf. Diese Reibungskraft bildet eine Kraft gegen das Herunterfahren
bzw. Absenken des Schneidmessers 28 durch die Schneidmesserantriebsbetäti
gungseinrichtung 38.
Wenn eine Spannung der Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung 38 durch
Anweisung der Steuereinrichtung 20 aufgeprägt bzw. zugeführt und die Spule erregt
bzw. mit Energie versorgt wird, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine
Ausgangswelle 44 angezogen um herunterzufahren, so daß der Arm 40 abgesenkt
wird. Durch das Herunterfahren wird das Schneidmesser 28 gezwungen, sich gegen
die entgegengesetzte, elastische Kraft der Feder 34 abzusenken, und die Klinge 28b
der Spitze des Schneidmessers 28 kommt mit der Schneidmatte 24 unter Druck - vor
zugsweise mit einem vorbestimmten Druck - in Kontakt.
Wenn der Träger 6 im Druckkontaktzustand in der Y-Achsenrichtung entlang der
Y-Schiene 12 versetzt bzw. bewegt wird, wird das Papier 10 auf der Schneidmatte 24
durch das Schneidmesser 28 abgeschnitten. Wenn die Zuführung von Spannung zu
der Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung 38 nachläßt bzw. unterbrochen
wird, wird das Schneidmesser 28 durch die elastische Kraft der vorzugsweise schrau
benartig ausgebildeten Feder 34 angehoben und hebt sich um eine vorbestimmte
Strecke von der Schneidmatte 24 ab. Die Steuereinrichtung 20 bereitet die Drucker- bzw.
Plotterantriebssignale auf der Basis von Pixel- bzw. Bild- oder Bildpunktsigna
len auf bzw. vor, die von einem über eine Schnittstelle bzw. ein Interface 46 ange
schlossenen Hauptcomputer 48 erhalten werden, und die Bildpunkt- bzw. Bilddaten
werden dem Schreibkopf 18 zugeführt. Weiter steuert die Steuereinrichtung 20 die
Motoren 8 und 16 sowie die Betätigungseinrichtung 38.
Nachfolgend wird die Abwärtssteuerung des Schneidmessers 28 durch die Steuer
einrichtung 20 unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel, bei dem die Absenkkraft der Schneidmesserantriebsbetäti
gungseinrichtung 38 500 g bzw. etwa 4,9 N beträgt (bei voller Betätigung bzw. einer
Betätigungsrate von 100%) und bei dem die (Vor-)Belastung des Schneidmesserme
chanismus auf 100 g (etwa 0,98 N) bis 450 g (etwa 4,42 N) eingestellt ist. Die Bela
stung des Schneidmessermechanismus meint konkret und primär die Reibungskraft
zwischen dem Schneidwerk bzw. Schneidmesser 28 und dem Schneidmesserfüh
rungsschalter 26. Hierbei wird eine Fluktuation bzw. Schwankung zwischen 100 g
und 450 g bei dem Schneidmessermechanismus des Druckers bzw. Plotters ange
nommen. Die der Schneidmesserantriebsbetätigungseinheit 38 durch Anweisung der
Steuereinrichtung 20 zuzuführende Spannung zur Schneidmesserabsenkung wird in
fünf Stufen, wie nachfolgend dargestellt, eingestellt bzw. verändert.
- 1. Stufe: Spannung (erste Spannung), die zu einer Schneidmesserabwärtskraft von 100 g (etwa 0,98 N) korrespondiert.
- 2. Stufe: Spannung (zweite Spannung), die zu einer Schneidmesserabwärtskraft von 200 g (etwa 1 ,96 N) korrespondiert.
- 3. Stufe: Spannung (dritte Spannung), die zu einer Schneidmesserabwärtskraft von 300 g (etwa 2,94 N) korrespondiert.
- 4. Stufe: Spannung (vierte Spannung), die zu einer Schneidmesserabwärtskraft von 400 g (etwa 3,92 N) korrespondiert.
- 5. Stufe: Spannung (fünfte Spannung), die zu einer Schneidmesserabwärtskraft von 500 g (etwa 4,9 N) korrespondiert.
Die Spannungseinprägungszeit t1 ist für jede Stufe vorzugsweise gleich eingestellt
und insbesondere auf eine Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um das Schneidmesser
28 aus der angehobenen Position bezüglich des Mechanismus abzusenken.
Das Spannungssignal der fünf Stufen wird vorzugsweise von der ersten Stufe bis zur
fünften Stufe nacheinander an die Schneidmesserantriebsbetätigungseinrichtung 38
ausgegeben bzw. dieser zugeführt zum Zeitpunkt der Schneidmesserabsenkung auf
grund der Steuerung durch die Steuereinrichtung 20. Im Falle, daß der Schneidmes
sermechanismus des Druckers mit 100 g belastet ist, senkt sich das Schneidwerk bzw.
das Schneidmesser 28 mit der (ersten) Spannung der ersten Stufe bzw. in dieser Zeit
ab. Falls der Schneidmessermechanismus beispielsweise mit 250 g (etwa 2,45 N) bela
stet ist, wird sich das Schneidmesser 28 mit der (dritten) Spannung der dritten Stufe
absenken. Falls der Schneidmessermechanismus mit 450 g belastet ist, wird sich das
Schneidmesser 28 mit der (fünften) Spannung der fünften Stufe, also während der
fünften Stufe, absenken.
Die Steuereinrichtung 20 schaltet nach dem Zeitablauf von 5 mal t1 nach Anlegen
der Spannung zum Absenken des Schneidmessers 28 bzw. nach zeitlichem Ablauf
der fünften Stufe auf eine anzulegende Spannung bzw. ein Schneidmesserspan
nungsanlegesignal zum Schneiden des Papiers um und stellt die dann angelegte
Spannung bzw. den Druck des Schneidmessers 28 auf die Schneidoberfläche vor
zugsweise auf einen vorbestimmten Papierschneidedruck ein. Der Schneidkopf 22
versetzt bzw. bewegt sich dann in der Y-Achsenrichtung entlang der Schneidober
fläche durch den Versatz bzw. die Bewegung des Trägers 6, und der Schneidvorgang
des Papiers 10 wird ausgeführt.
Alternativ kann auch eine von den vorgesehenen fünf Stufen abweichende Anzahl
von Stufen vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren Alternative kann die Spannung auch kontinuierlich über die
Stufen hinweg bis auf einen Maximalwert am Ende der letzten Stufe langsam anstei
gen.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Mittel, wie ein Sensor oder eine geeignete
Stromauswertung, zum Erkennen des abgesenkten Zustands des Schneidmessers 28
vorgesehen sein, um ggf. gleich auf die Spannung zum Schneiden bzw. den ge
wünschten Druck beim Schneiden umzuschalten.
Die vorliegende Erfindung wurde wie voranstehend erläutert aufgebaut und verhin
dert daher eine (übermäßige) Kollision des Schneidmessers mit der Oberfläche des
Papiers bzw. der Schneidoberfläche bei einer (zu) hohen Geschwindigkeit durch
einen einfachen Aufbau.
Claims (5)
1. Drucker, insbesondere Plotter, wobei ein Schneidkopf (22) vorgesehen ist, der
quer zu Papier (10), vorzugsweise in horizontaler Richtung bewegbar bzw. ver
schiebbar ist, wobei ein Schneidmesser (28) des Schneidkopfes (22) bzw. der
Schneidkopf (22) mittels einer Schneidmesserbetätigungseinrichtung (38), die in
Abhängigkeit von einer angelegten Spannung betätigbar ist, absenkbar bzw. in
die Papierebene bewegbar ist, und wobei der Schneidkopf (22) quer zum Papier
(10), insbesondere in horizontaler Richtung relativ zu dem Papier (10) ver
schiebbar bzw. bewegbar ist, um das Papier (10) zu schneiden, während das
Schneidmesser (28) bzw. der Schneidkopf (22) vorzugsweise gegen eine
Schneidoberfläche (24) gepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drucker (2) so ausgebildet ist, daß anfänglich zum Zeitpunkt der
Schneidmesserabsenkung eine kleine Spannung an die Schneidmesserbetäti
gungseinrichtung (38) anlegbar ist, wobei die angelegte Spannung graduell,
insbesondere in Stufen jeweils nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, erhöhbar
ist und wobei nach Erreichen einer maximalen angelegten Spannung auf eine
vorbestimmte Spannung zum Schneiden umschaltbar ist.
2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesserbe
tätigungseinrichtung (38) ein Elektromagnet ist.
3. Verfahren zum Schneiden von Papier in einem Drucker, insbesondere einem
Plotter, der einen in eine Papierebene bewegbaren und zum Schneiden in der
Papierebene verschiebbaren Schneidkopf, eine Betätigungseinrichtung zum
Bewegen des Schneidkopfes in die Papierebene und eine Schneidoberfläche
aufweist, gegen die der Schneidkopf während des Schneidens von der Betäti
gungseinrichtung gedrückt werden kann, wobei die Druckkraft von einer an die
Betätigungseinrichtung angelegten Spannung abhängt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Bewegen des Schneidkopfes in die Papierebene an die Betäti
gungseinrichtung angelegte Spannung allmählich, insbesondere in Stufen, ge
steigert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung in ver
schiedenen Stufen jeweils über eine Zeitdauer angelegt wird, die zum Bewegen
des Schneidkopfes in die Papierebene und zum Anlegen an der Schneidoberflä
che ausreicht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Be
tätigungseinrichtung angelegte Spannung zum Bewegen des Druckkopfes in
die Papierebene nach Anlegen einer maximalen Spannung und/oder nachdem
sich der Schneidkopf in die Papierebene bewegt hat, auf eine vorzugsweise
vorbestimmte Spannung, die zum Andrücken des Schneidkopfes an die
Schneidoberfläche ausreicht, zum Schneiden von Papier abgesenkt wird.
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