DE4131911A1 - Bedruckvorrichtung fuer fortlaufend vorwaertsbewegte gegenstaende, insbesondere fuer pakete, eingepackte zeitschriftenstapel oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedruckvorrichtung für fortlaufend vorwärts bewegte Gegenstände und insbesondere für Pakete, verpackte Zeitschriften­ stapel oder dergleichen.

Beim Lagern oder beim Versand von verpackten Zeitschriftenstapeln, die im folgenden der Einfachheit halber durchgehend als Beispiel für die in Rede stehenden Gegenstände benannt werden, besteht grundsätzlich das Problem, daß auf der Packhülle des Zeitschriftenstapels Informationen über den Inhalt, den Adressaten u. dgl. des Zeitschriftenstapels vorhan­ den sein müssen. Dazu werden beispielsweise entsprechend bedruckte Auf­ kleber verwendet. Auch ist es bekannt, in Klarsichtfolien eingeschweißten Zeitschriftenstapeln auf deren Oberseite ein Deckblatt mit den entspre­ chenden Informationen beizulegen, das durch die transparente Plastikhülle ablesbar ist. Nachteilig dabei ist, daß dies nur bei durchsichtigen Um­ hüllungen aus Kunststoff funktioniert. Darüber hinaus ist die automatische Handhabung des einzelnen Beiblattes bei einem maschinellen Stapeln und Verpacken von Zeitschriften problematisch, insbesondere im Hinblick darauf, daß verschiedene Zeitschriftenstapel unterschiedliche Höhen auf­ weisen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedruckvorrichtung für fortlaufend vorwärts bewegte Gegenstände und insbesondere für Pakete, verpackte Zeitschriftenstapel oder dergleichen zu schaffen, mit der Gegenstände direkt und vollautomatisch bedruckbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Merkmalen des Patentanspruches 1 angegeben. Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, daß sie durch das berührungslose Bedrucken der in Rede stehenden Gegenstände während deren Vorwärtsbewegung gewißermaßen "nahtlos" beispielsweise in eine vollautomatische Druck-, Sortier-, Bündelungs- und Verpackungsstraße für Zeitschriften integriert werden kann. Durch die Verwendung eines Matrix-Druckkopfes können mit ein- und demselben Druckkopf verschiedenste Informationen, wie unterschiedliche Adressaten, Zeitschriftentitel, Exemplarzahlen und dergleichen auf die verschiedenen Zeitschriftenstapel ohne nennenswerte Umstellungsarbeiten aufgebracht werden. Weiterhin kann sich die Bedruckvorrichtung durch ihre Abtastein­ richtung und den von dieser gesteuerten Verstellantrieb für die Verstel­ lung des Matrix-Druckkopfes an verschiedene Stapelhöhen (falls die Oberseite des Stapels bedruckt wird) oder Stapelbreiten (falls eine seitliche Fläche des Stapels bedruckt wird) vollautomatisch anpassen. Die Abtasteinrichtung verhindert zudem, daß der Matrix-Druckkopf in Berüh­ rung mit einem Stapel gelangt und somit beschädigt werden kann. Auch wird eine Unterbrechung des Stapelflusses dadurch vermieden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erhöht.

Die im Anspruch 2 angegebene Ausführungsform der Befestigungsvorrich­ tung dient zum Bedrucken von verpackten Zeitschriftenstapeln auf deren Oberseite.

Im Anspruch 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für den Matrix-Druckkopf in Form eines Tintenstrahl-Druckkopfes angegeben. Der­ artige Druckköpfe sind handelsüblich und erzielen ein kontrastreiches und damit gut erkennbares Druckbild. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch besondere Zuverlässigkeit aus.

Bei der Ausgestaltung der Bedruckvorrichtung nach Anspruch 4 ist jeder zu druckenden Zeile ein Matrix-Druckkopf zugeordnet.

Die gemäß Anspruch 5 vorgesehenen pneumatischen Kolben-Zylinder-Antrie­ be als Verstellantrieb des Verstellarmes sind wiederum handelsübliche und damit ausgereifte, zuverlässig und unproblematisch ansteuerbare Antriebe.

In den Ansprüchen 6 und 7 sind vorteilhafte Alternativen für die Abtast­ einrichtung angegeben. In beiden Fällen handelt es sich um berührungs­ los messende Abtasteinrichtungen, die eine hohe Meßgenauigkeit und Be­ triebssicherheit aufweisen.

Durch die im Anspruch 8 angegebene Mikroprozessor-gesteuerte Steuerein­ heit ist es möglich, die Drucksteuerung der Druckköpfe und die Steuerung deren Verstellantriebes unter Auswertung der Meßsignale der Abtastein­ richtung zentral vorzunehmen. Durch die Mikroprozessor-Steuerung ist da­ rüber hinaus die Möglichkeit eröffnet, in Datenspeichern gespeicherte Texte, Druckbilder oder dergleichen durch entsprechende Arbeitsbefehle abzurufen und die verschiedenen, von der Bedruckvorrichtung zu bedruk­ kenden Zeitschriftenstapel individuell - etwa entsprechend der jeweiligen Exemplaranzahl, des jeweiligen Adressaten oder des jeweiligen Zeitschrif­ tentitels - zu bedrucken.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der fol­ genden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel des Er­ findungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert wird. Letztere zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer er­ findungsgemäßen Druckvorrichtung.

Der Bedruckvorrichtung 1 ist ein Transporttisch 2 zugeordnet, der über zwei drehbar gelagerte Umlenkrollen 3, 4 ein Förderband 5 trägt. Die Umlenkrolle 3 weist einen Drehantrieb in Form eines Motors 3′ auf. Der Transporttisch 2 mit Förderband 5 kann auch als Teil einer langge­ streckten Transportbahn einer Druck-, Schneide-, Sortier- und Bünde­ lungsstraße für Zeitungen oder Zeitschriften sein.

Durch das Förderband 5 werden unterschiedlich hohe Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c, die zum Versand mit Packpapier umhüllt sind, in Transport­ richtung 7 an die Bedruckvorrichtung 1 herangeführt.

Die Bedruckvorrichtung 1 weist ein Gestell 8 mit einem Fuß 9 und einem nach oben ragenden Ständer 10 auf, der sich in zwei horizontale, zuein­ ander parallele Ausleger 11, 12 fortsetzt. Am freien Ende 13 des in Transportrichtung 7 gesehen ersten Auslegers 11 ist ein Infrarot-(IR-)Ab­ standssensor 14 als Abtasteinrichtung für die Lage der zu bedruckenden Oberseite 15 der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c angebracht. Der IR-Ab­ standssensor 14 ist etwa mittig bezüglich der Breite des Förderbandes 5 vertikal über diesem in einer Höhe angeordnet, die größer ist als die gewünschte Maximalhöhe der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c.

Am freien Ende 16 des bezogen auf die Transportrichtung 7 hinter dem ersten Ausleger 11 liegenden zweiten Ausleger 12 ist der vertikal an­ geordnete Verstellarm 17 angebracht. Dieser ist mittels eines Verstell­ antriebes in Form eines pneumatischen Kolben-Zylinder-Antriebes 24 in vertikaler Verstellrichtung 18 verschiebbar am Ausleger 12 gelagert. An seinem unteren Ende trägt der Verstellarm 17 einen horizontal und quer zur Transportrichtung 7 verlaufenden Träger 19, an dem in Transport­ richtung 7 nebeneinander drei Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c mit vertikal nach unten weisender Tintenstrahlrichtung angeordnet sind. Jeder Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c ist jeweils einer der drei Druckzeilen 21a, 21b, 21c auf der Oberseite 15 der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c zugeordnet.

Mittels seines Verstellantriebes ist der Verstellarm 17 stufenlos zwischen einer oberen und unteren Endposition verstellbar. In der oberen Endposi­ tion des Verstellarmes 17 befinden sich die Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c in einer Höhe vertikal über dem Förderband 5, die analog der Anordnung des IR-Abstandssensors 14 größer ist als die gewünschte Maximalhöhe der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c. In seiner unteren Endpo­ sition befinden sich die Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe einen bis wenige Zentimeter oberhalb des Förderbandes 5, so daß auch sehr niedrige Zeit­ schriftenstapel oder auch beispielsweise nur ein verpacktes Einzelexemplar einer Zeitschrift bedruckt werden kann.

Am Ständer 10 der Bedruckvorrichtung 1 ist weiterhin eine zentrale, Mikroprozessor-gesteuerte Steuereinheit 22 angebracht, mittels der die gesamte Bedruckvorrichtung 1 steuerbar ist. Dazu ist die Steuereinheit 22 zur Aufnahme der Meßsignale des IR-Abstandssensors 14 eingangsseitig mit diesem verbunden. Ausgänge der Steuereinheit 22 sind mit entsprechenden Ventilen des pneumatischen Verstellantriebes des Verstellarmes 17 sowie mit den entsprechenden Eingängen der Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c zu deren Drucksteuerung verbunden. Da die Ansteurung der handelsüblichen pneumatischen Antriebe bzw. die Drucksteuerung der handelsüblichen Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c bekannt ist, erübrigt sich eine genauere Beschreibung.

Über eine entsprechende (nicht dargestellte) Tastatur an der Steuereinheit 22 können in diese auf die Oberseite 15 der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c aufzudruckende Texte eingegeben werden. Solche Texte können auch auf internen oder externen Datenspeichern gespeichert sein und über entspre­ chende Steuerbefehle, die gegebenenfalls über On-line-Verbindungen mit zentralen Steuereinheiten einer Produktionsstraße für Zeitschriften heran­ geführt werden, zum Ausdruck abgerufen werden.

Die Bedruckvorrichtung 1 weist folgenden Funktionsablauf auf:

Sobald ein Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c in den Abtastbereich vertikal unter den IR-Abstandssensor 14 einläuft, ändert sich das Ausgangssignal des IR-Abstandssensors 14 von einem Wert, der dessen Abstand vom För­ derband 5 entspricht, auf einen Wert, der dessen Abstand zur Oberseite 15 des entsprechenden Zeitschriftenstapels 6a, 6b, 6c entspricht. So wird beim Hindurchlaufen des sehr niedrigen Zeitschriftenstapels 6c ein Aus­ gangssignal abgegeben, das einem sehr hohen Abstandswert entspricht, wogegen bei dem sehr hohen Zeitschriftenstapel 6a ein Ausgangssignal abgegeben wird, das einem sehr niedrigen Abstandswert entspricht. Durch die sprunghafte Änderung des Meßsignales beim Einlaufen des entspre­ chenden Zeitschriftenstapels 6a, 6b, 6c in den Abtastbereich des IR-Ab­ standssensors 14 wird auch die Lage der Vorderkante 23 des Zeitschrif­ tenstapels 6a, 6b, 6c angezeigt. Das entsprechende Meßsignal wird von der Steuereinheit 22 ausgewertet, die wiederum den Verstellarm 17 über den pneumatischen Verstellantrieb innerhalb des Zeitraums, den der ent­ sprechende Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c zur Vorwärtsbewegung vom IR-Abstandssensor 14 zu den Tintenstrahl-Matrixdruckköpfen 20a, 20b, 20c benötigt, auf eine Höhe einstellt, bei der die Druckköpfe 20a, 20b, 20c etwa einen halben bis einen Zentimeter über der Oberseite 15 des entspre­ chenden Zeitschriftenstapels 6a, 6b, 6c angeordnet sind. Da die Zeit­ schriftenstapel 6a, 6b, 6c durch das Förderband 5 mit einer definierten Vorschubgeschwindigkeit transportiert werden, ist auch der Zeitpunkt hinreichend definiert, an dem die Vorderkante 23 des entsprechenden Zeitschriftenstapels 6a, 6b, 6c an den Tintenstrahl-Matrixdruckköpfen 20a, 20b, 20c vorbeigelaufen ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die berührungslose Druckaktion der Druckköpfe 20a, 20b, 20c beginnen, die jeweils die zuge­ ordnete Druckzeile 21a, 21b, 21c durch Aufspritzen von Tinte auf die Oberseite des Zeitschriftenstapels 6a, 6b, 6c aufbringen.

Im Zusammenhang mit der Vorschubgeschwindigkeit der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c ist darauf hinzuweisen, daß die entsprechende Förderbandge­ schwindigkeit auch über einen Tachogenerator 25 zu erfassen ist, der an den Motor 3′ gekoppelt und über eine Signalleitung 26 mit der Steuerein­ heit 22 verbunden ist. Letztere wertet die Geschwindigkeit der Zeit­ schriftenstapel 6a, 6b, 6c aus und kann daraus exakt den Startzeitpunkt des Druckvorganges nach Erhalt eines entsprechenden Signals von dem IR-Abstandssensor 14 steuern.

Da die Oberseite 15 der Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c während ihrem Vorbeilaufen am IR-Abstandssensor 14 kontinuierlich erfaßt wird, kann auch eine nicht ebene Form der Oberseite 15 registriert und die Tinten­ strahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c während des zeitlich verzögerten Druckvorganges der tatsächlichen Form der Oberseite 15 nachgeführt werden.

Claims (11)

1. Bedruckvorrichtung für fortlaufend vorwärtsbewegte Gegenstände, ins­ besondere für Pakete, verpackte Zeitschriftenstapel oder dergleichen mit

- einer Transportvorrichtung, umfassend

• - einen Antrieb (Drehantrieb 3′) und
• - eine von diesem angetriebene Transportbahn (Förderband 5), längs der die Gegenstände (Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c) mit definierter Geschwindigkeit transportierbar sind,

- einer Druckeinheit, umfassend

• - mindestens einen Matrix-Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c), der oberhalb der Transportbahn (Förderband 5) angeordnet ist, und der die zu bedruckende Fläche (Oberseite 15) der Gegenstände (Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c) bei deren Vorbei­ laufen am Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c) berührungslos bedruckt, und
• - einen Verstellantrieb (Kolben-Zylinder-Antrieb 24) für den Druck­ kopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c), mittels dem die Stellung des Druckkopfes (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c) an die Lage der jeweils zu bedruckenden Fläche (Oberseite 15) der Gegenstände (Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c) anpaßbar ist, sowie

- einer Abtasteinrichtung,

• - die dem Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c) be­ zogen auf die Transportrichtung (7) der Gegenstände (Zeitschriften­ stapel 6a, 6b, 6c) mit Abstand vorgelagert ist,
• - die die Lage der jeweils zu bedruckenden Fläche (Oberseite 15) der Gegenstände (Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c) abtastet und
• - mittels der der Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c) der Lage der zu bedruckenden Fläche (Oberseite 15) der Gegen­ stände (Zeitschriftenstapel 6a, 6b, 6c) durch entsprechende An­ steuerung des Verstellantriebs (Kolben-Zylinder-Antrieb 24) nach­ führbar ist.

2. Bedruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung und jeder Matrix-Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruck­ kopf 20a, 20b, 20c) vertikal über der Transportbahn (Förderband 5) an­ geordnet sind und daß jeder Matrix-Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruck­ kopf 20a, 20b, 20c) in vertikaler Richtung verstellbar ist.

3. Bedruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß jeder Matrix-Druckkopf als Tintenstrahl-Matrixdruckkopf (20a, 20b, 20c) ausgebildet ist.

4. Bedruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Transportrichtung (7) nebeneinander eine der Anzahl von zu drückenden Zeilen entsprechende Anzahl von Matrix-Druckköpfen (Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c) angeordnet ist.

5. Bedruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verstellantrieb einen Verstellarm (17) aufweist, der von einem pneumatischen Kolben-Zylinder-Antrieb (24) beaufschlagt ist.

6. Bedruckvorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Infrarot-Abstandssensor (14) umfaßt.

7. Bedruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Ultraschall-Abstandssensor umfaßt.

8. Bedruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine zentrale, Mikroprozessor-gesteuerte Steuereinheit (22), die zur Aufnahme von Meßsignalen der Abtasteinrichtung (Infrarot-Abstandssensor 14) eingangsseitig mit dieser verbunden ist und die zur Steuerung des Verstellantriebes unter Auswertung der Meßsignale der Abtasteinrichtung (Infrarot-Abstandssensor 14) bzw. zur Drucksteuerung der Druckköpfe (Tintenstrahl-Matrixdruckköpfe 20a, 20b, 20c) ausgangsseitig mit dem Ver­ stellantrieb (Kolben-Zylinder-Antrieb 24) für den Verstellarm (17) bzw. jedem Druckkopf (Tintenstrahl-Matrixdruckkopf 20a, 20b, 20c) verbunden ist.